JPH07507370A

JPH07507370A - ガス圧縮機

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Publication number: JPH07507370A
Application number: JP6500344A
Authority: JP
Inventors: コーニー、マイケル　ウィロビー　エセックス
Original assignee: ナショナル　パワー　パブリック　リミテッド　カンパニー
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: NO944554D0; HU9403386D0; FI945580A7; AU4337593A; JP3504946B2; NO312311B1; IL118438A0; ATE196529T1; NZ299934A; FI945580A0; US5771693A; BR9306436A; NO944554L; PL173297B1; EP0647291A1; DE69329459T2; ES2153382T3; HK1007183A1; IL118438A; CN1083941C

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】ガス圧縮機本発明は圧縮ガスを供給するガス圧縮機に関し、より詳細には、電気を発生させるためにガスタービンプラントにおいて圧縮ガスもしくは他のガスを供給するだめの圧縮機に関する。

ガスタービンの燃焼室で燃料と共に燃やすための空気等の熱い圧縮ガスを生産するための圧縮機は公知である。圧縮機により生産されるガスは、圧縮サイクルの断熱的性質により圧縮される時に加熱される。ガスは圧縮の間に加熱されるので、ガスの温度か圧縮中一定に保たれる場合より、すなわち、ガスが等温圧縮される場合より、所望の圧縮を達成するためにより多くのエネルギーか必要となる。

更に、一般的に、圧縮されるガス体を加熱するのに圧縮機の機械的エネルギーを使用するのは非能率的である。

ガスをより効率良く圧縮するために設計された公知の装置の一例は、ガスか下向きに移動する液柱の中て圧縮される水力式ガス圧縮機である。泡形状のガスは圧縮の間に液体によって冷却される。次にガスは液柱の底で液体と分離され、そこでガスは都合良く蓄えられ、引き続いて発電のために使用できる冷却圧縮ガスを供給する。

カルノーサイクルに基づく操作を行う熱機関か米国特許第３．６０８．３１１号に記載されている。サイクルの中の動作流体の等温圧縮は、動作流体を入れているチャンバーに液体を噴霧することによって達成され、ガスの温度か圧縮中一定に保たれる。しかしなから、この装置は熱機関に関し、各々の動作流体の量か各々のチャンバー内に永久的に留まる密閉サイクル熱機関で構成される。従来のガスタービンプラントにおいて、ガスタービンからの排気ガスは一般的に周囲環境の周囲温度よりはるかに熱く、排気ガスの過剰の熱は、それを例えば電気を発生させるためにを益なエネルギーに変換できない限り、浪費されている。ガスタービンプラントの１つの特別なタイプである結合サイクルガスターヒン・蒸気プラント（ＣＣＣ；Ｔ）ては、ガスタービンからのＩＪＦ気ガスの過剰の熱は蒸気に変換され、第２のタービンを駆動させる。ＣＣＧＴは効率的であるが、熱回収蒸気ボイラー及び関連蒸気タービン等の付加的なプラントを必要とする。

本発明の一つの局面によれば、圧縮されるガスを入れるチャンバー、チャンバー内のピストン、及びガスを圧縮するためピストンをチャンバー内に動かす手段、その中で圧縮中のガスを冷却するためチャンバー内に液体のスプレーを形成する手段、及び圧縮ガスをチャンバーから出すためのバルブ手段を備えるガス圧縮機か提供され、前記ピストンを動かす手段は流体に蓄えられた駆動エネルギーをピストンに直接伝えるための手段を含む。

このように、本発明は、ガス温度が液体のスプレーによって制御されるを益な圧縮ガス源を提供する。圧縮熱はスプレーの飛沫に移され、圧縮中にガス温度を一定のままであるか、もしくは低下するように制御することができる。ガスの温度を一定に保てば、圧縮に必要なエネルギーは、温度が上昇するに任せた場合よりはるかに少なくて済む。有利には、ピストンは流体に蓄積されるエネルギーにより直接駆動され、このエネルギーは圧縮ガスもしくは燃焼しやすい燃料／空気の混合物に蓄積されるエネルギーであっても、あるいは液体の位置エネルギーであってもよい。これは等温圧縮が非常に高い温度の熱源から直接駆動されることを可能にする一方、システム内の熱はサイクル内における最低温度で廃棄される。

ピストンは、流体から放出される大きなエネルギーが非常に効率的にガスの圧縮エネルギーに変換されることを可能にし、大きなエネルギーをピストンに移すことができる方法で、流体から放出されるエネルギーを運動エネルギーとして一時的に蓄積する機会を提供し、それにより多量のガスを圧縮することができるが、ピストンかチャンバー内へと移動する速度はピストンの慣性により制御でき、圧縮プロセスが可及的に等温に近くなる。更に、本発明は、等温圧縮されたガスを予熱するため、流体から放出される過剰の熱を回収する機会を提供する。更に、ピストンか直接駆動されるので、クランク軸等の回転部品を含む複雑な機械装置か不要である。

好ましい態様では、圧縮機はピストンに連結される運動エネルギー蓄積手段を含み、それに対して充分な運動エネルギーか付与され、ピストンがガスを圧縮することかできる。有利には、運動エネルギー蓄積手段はピストンと共に同相て移動するように配置された質量を含むことができ、好ましい態様では、その質量はピストン自体によって提供することができる。有利には、運動エネルギー蓄積手段は、圧縮が等温になるように圧縮熱をスプレーに移すため充分な時間を与えるように圧縮率を制御するため、大きな慣性を持つことができる。運動エネルギー蓄積手段は回転可能に取り付けられる質量、例えばはずみ車を含むことができ、それはピストンに連結されて、質量の回転エネルギーがピストンによってガスの圧縮エネルギーに変換される。回転可能な質量はピストンと逆方向に配置されても、あるいはピストンの運動方向とは独立して１方向のみに回転するように配置されても良い。前者の場合、ピストンは回転可能なディスクに取り付けることかでき、ピストンのチャンバー内への運動はディスクの回転により作られる円弧に沿うか、線形通路に沿い、ピストンはディスクに対して旋回できる。

あるいはその代わりに、ラックをピストンに接続しても良く、ラックはピニオンを駆動するために配置され、回転する質量を提供するか、もしくはラックに対して回転する質量が接続される。後者の場合、ピストンをクランク軸を介して回転する質量に連結することかできる。有利には、圧縮機はピストンに連結される連結手段を含むことができ、エネルギーを直接ピストンから引き出したり、あるいはピストンに供給することを可能にする。ピストンからの出力ドライブは、例えば圧縮機や機械式圧縮機と連合するバルブや液体スプレー噴射ポンプを駆動するために使用でき、圧縮機を駆動するための熱い圧縮ガスを供給する。ピストンからのエネルギーは適当な機械式連結器を介して引き出すことかできる。

好ましい態様では、圧縮機は、運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する手段を具備する。運動エネルギー蓄積手段がピストンの質量により提供される場合、運動エネルギー付与手段は、運動エネルギーをピストンに直接付与するように配置することができる。圧縮機は、ピストンに１方向の運動を付与するために用いられる運動エネルギーを、ピストンに他方向への運動を付与するための運動エネルギーに変換する手段を具備することかできる。この変換手段は、例えば、ピストンか圧縮チャンバーから出て、次にガスを圧縮するために圧縮チャンバー内へと移動するように、運動エネルギーを運動エネルギー蓄積手段に付与できるようにする。あるいはモの代わりに、ガスを圧縮するためにピストンをチャンバー内へと移動させるために使用される運動エネルギーの一部を、ピストンをチャンバーから他の方向に移動させるように変換するために、この変換手段を使用することかできる。この変換手段は、ピストンに運動を付与するために用いられる運動エネルギーを位置エネルギーに変換する手段を含むことができる。例えば、運動エネルギーは、ピストンの運動によって垂直に変位するように質量を配置することによって位置エネルギーに変換される。これは別個の質量であってもよく、あるいはこの質量はピストン自体によって提供されてもよい。

好ましい態様では、圧縮機は第２のチャンバーと第２のピストンとを含み、各々は、前記ピストンの前記チャンバー内への運動に対して、前記第２のピストンか前記第２のチャンバーから出るように配置される。第１と第２のピストンは、間接的に機械的に、例えばクランク軸によって、互いに連結することができる。

かかる連結はピストン間の相対的位相を如何なる位相角にもプリセットするように適合することができる。その代わりに、第１と第２のピストンはお互いに直接接続されても良く、単一体から成ってもよい、つまり単一のピストンとして形成されても良い。運動エネルギー蓄積手段は、第２のピストンのみの質量により、もしくは第１のピストンの質量と併せて設けられてもよい。

１つの態様では、変換手段は第２のチャンバーに含まれるガス体を含む。こうして、例えば第１と第２のピストンの質量に蓄積される運動エネルギーは、第２のチャンバーにおいてガスの断熱圧縮によって吸収かに比較的熱い圧縮ガスが断熱的に膨張してピストンに他の方向への運動エネルギーを付与し、第」のピストンを第」のチャンバー内に動かしてその中のガスを圧縮する。

１つの態様では、ガス圧縮機は、液体を包含し、ピストンを形成するダクトを含むための包含手段を含む。包含手段は略Ｕ字型のダクトとして形成され、チャンバーがダクトの１つのアームに形成され、（もしもう１つあるのであれば）第２のチャンバーが他方のアームに形成される。有利には、液体ピストンの中の液体は、ピストンとチャンバーの壁との間に完全なシールを作る。圧縮機のこの形態は、液体ピストンとチャンバー間のダクトの中に配置される固体材料から成るピストンを含んでもよい。固体材料から成る別のピストンが、チャンバーがら離れた液体ピストンの他方の側にあるダクトの中に配置されてもよい。各々の固体ピストンは液体ピストンの中の液体より大きな密度を持つことができ、固体及び液体の構成部材から成る複合ピストンの大きさは所与の質量に対して減少させることかできる。更に、液体ピストン上の固体ピストンの使用は、液体及びガスと、比較的熱い場合かある、チャンバーの部品間の直接接触を防止する。更に、固体ピストンは液体表面の界面乱れ、及び液体かガスの中に吸い込まれることを防止する。

別の態様では、ピストンは固体材料を含み、その構造の中に多数の異なる固体材料を含むことかでき、その大きな質量の一部として、液体材料を包含することができる。ピストン及びチャンバーは、ピストンのチャンバーへの動きか実質的に垂直な面、もしくは実質的に水平な面内にあるように配置される。後者の配置において、チャンバーに対するピストンの運動を容易にするべくピストンを支えるために、低摩擦軸受は手段か設けられてもよい。有利には、ピストンか垂直かつ直線的に移動するように配置された場合、軸受は手段は必要ではない。ピストンか他の平面内に移動する別の配置も企図される。

１つの態様では、駆動エネルギーを伝える手段は、第２のピストンを第２のチャンバーから動かすため、熱い圧縮ガスを第２のチャンバー内に入れるよう操作できる第２のバルブ手段を具備する。このように、熱い圧縮ガスか断熱的に膨張するようにできる場合、はとんとのガスエネルギーは第１と第２のビスｌ−ンの質量によって提供される運動エネルギー蓄積手段に移され、蓄積された運動エネルギーは次に第１のチャンバーにおけるガスの等温圧縮を達成するために使用される。熱い圧縮ガスの膨張により放出されるエネルギーはガスの等温圧縮を達成するために必要なエネルギーより大きいので、第１のチャンバーにおいて圧縮されるガスの質量は、第２のチャンバーにおいて膨張される熱いガスの質量より大きくなり得る。運動エネルギー蓄積手段は、熱い圧縮ガスの膨張により放出されるエネルギーを、熱力学的に有効な方法でガスの等温圧縮のために使用することを可能にする。第１のチャンバーにおけるガス圧縮の後、第２のチャンバー内の膨張ガスは、第２のピストンを第２のチャンバーへと動かすことによって引き続いて圧縮される。これは、例えば、ビスｌ−ンかそれ自体の重さて落ちるようにすることにより、垂直の配置において達成できる。

圧縮機は第２のチャンバー内へのピストン運動による、第２のチャンバーにおけるガス圧縮の後、圧縮ガスか第２のチャンバーから引き出されるように操作できる第３のバルブ手段を具備することかできる。この態様において、圧縮機は圧縮中にガスを冷却するために、第２のチャンバーに液体のスプレーを形成する手段を具備することか好ましい。このように、第２のチャンバーに導入され、断熱膨張か許された熱い圧縮ガスは、引き続いて等温圧縮される。ガス圧縮機は更に、第２のバルブ手段によって導入された熱い圧縮ガスの第２のチャンバーにおける膨張の後、第２のチャンバーから出る方向への第２のピストンの速度がゼロになる前に、付加的な低圧ガスを引き込むために操作できる第４のバルブ手段を具備することかできる。このように、熱い圧縮ガスから付与される運動エネルギーの一部は、ガスか圧縮される前に第２のチャンバーに付加的なガス質量を引き込むために使用される。

別の態様では、第２のチャンバーがあっても無くても、駆動エネルギーを伝える手段は更に、ピストンを第」のチャンバーから動かすために、第１のチャンバーに熱い圧縮ガスを入れるために操作できる更なるバルブ手段を具備する。この態様ては、サイクルの前半においてチャンバーからピストンを動かすために使用されるのと同じガスが、サイクルの後半においてチャンバー内で圧縮される。この態様は、チャンバーからのピストンの運動によって付与される運動エネルギーを、ガスを圧縮するためのチャンバーへのピストンの運動を付与するための運動エネルギーに変換する手段を具備することができる。第２のチャンバーと第２のピストンを設けてもよく、第２のチャンバーは第１のチャンバーに導入される熱い圧縮ガスによって付与される運動エネルギーを、ガスを圧縮するために第１のチャンバーへとピストンを戻すための運動エネルギーに変換するガス体を包含する。このように、第２のピストンか第２のチャンバーへと移動する時に、その中のガスは断熱圧縮され、引き続いて断熱膨張し、第２のピストンを第２のチャンバーから出し、第１のピストンを第１のチャンバーへと動かす。あるいはその代わりに、圧縮機は、上述したように、第２、第３及び第４のバルブ手段を持った第２のチャンバーを具備することができる。更に、圧縮機は更なるバルブ手段によって導入された熱い圧縮ガスの第１のチャンバーにおける膨張の後、チャンバ− から出る方向へのピストンの速度がゼロになる前に、付加的な低圧ガスを引き込むために操作できるバルブ手段を含んでもよい。

有利には、第１と第２のチャンバーに交互に導入される熱い圧縮ガスか断熱膨張される場合、ガスの熱エネルギーは都合良く機械エネルギーに、例えばピストンの運動エネルギーに変換され、各膨張の後、付加的ガス質量はチャンバーの自由容積が増加するにつれて、各チャンバーに入れられる。その後、ピストンは一方のチャンバーでしばらく休止し、その運動は同じチャンバーの熱い圧縮ガスの噴射及び膨張により運動され、予め導入されている熱い圧縮ガスの初期温度よりはるかに低い温度でガスを圧縮する他方のチャンバーへとピストンを移動させる。

このように、所与の質量の圧縮ガスがより大きな質量の圧縮ガスに変換され、それにより、チャンバー内に導入される熱い圧縮ガスの熱エネルギーにより付加的な質量が効果的に提供される。

別の態様では、駆動エネルギーを伝える手段は、第２のチャンバーに燃焼しやすい燃料混合物を提供する手段を含み、それによってその燃焼がピストンまたはその他の運動エネルギー蓄積手段に駆動エネルギーを付与する。別の態様では、駆動エネルギーを伝える手段は、圧縮ガスを第２のチャンバーに入れる手段、及び第２のチャンバーにおいてガスを加熱するため、熱い液体のスプレーを形成する手段を具備する。あるいはその代わりに、駆動エネルギーを伝える手段は、ガス化のために反応ガスと共にガス生成媒体を第２のチャンバーに入れる手段を具備する。これらの態様の各々において、駆動エネルギーを伝える手段は、第１のチャンバーからの圧縮ガスを第２のチャンバーに供給する手段を含んでもよい。

有利には、第１のチャンバーからの冷たい圧縮ガスを第２のチャンバーからの熱い膨張ガスで予熱するために、熱交換器手段が配置されてもよい。熱交換器手段を出る予熱された圧縮ガスの一部か、ガスタービンを動かすために使用されてもよい。圧縮機を動かすのに必要な体積の冷たい圧縮ガスを予熱するために必要である以上の熱が、第２のチャンバーを出る熱い膨張ガスにおいて利用できる場合には、タービンを動かすために冷たい圧縮ガスの一部を使用することは特に有益である。圧縮機はこの過剰の熱を回収するために、付加的な冷たい圧縮ガスを生成するように設計されてもよい。この方法て、過剰の熱を回収し、有益なエネルギーに変換することができる。

圧縮機は、圧縮されるガスを包含する第３のチャンバーと、第３のピストンの第３のチャンバーへの運動によってガスを圧縮するための第３のピストンを含むことができ、更に圧縮ガスが第３のチャンバーから引き出されるようにする更なるバルブ手段を含んでもよい。第３のチャンバー及び第３のピストンは、第２のピストンが第２のチャンバーから出る時に、第３のピストンが第３のチャンバーへと移動するように配置されてもよい。このように、第２のピストンを第２のチャンバーから動かすプロセスを、第３のチャンバーにおいてガスの圧縮を進行させるために使用することができる。圧縮機が第１と第２のピストンを形成する液体ピストンを包含するＵ字型のダクトを具備する場合、第３のピストンは、例えば、第１のチャンバーと同じダクトのアームに第３のチャンバーを配置することにより形成することがてきる。固体材料を含むピストンは、第３のピストンと第３のチャンバーの間に配置することができる。更に、固体ピストンが第１のチャンバー内の液体ピストン上に設けられる場合、固体ピストンは互いに独立して、もしくは共に接続されて移動するように配置することができ、例えば単一体から成っていてもよい。第１．第２、第３のピストン全てか固体材料で作られている場合、ピストンは単一体として効果的に形成され、集合的に運動エネルギー蓄積手段を提供するために作用することができる。第３のチャンバー内のガスは断熱圧縮され、圧縮ガスはガスタービンを駆動させるために使用することができる。

第２のチャンバーにおけるプロセスから熱い膨張ガスの過剰の熱を回収するために、別個のガスタービンを使用する場合、別個のタービンからの排気ガス（それはまだかなり熱い可能性がある）を、第１のチャンバーからの冷たい圧縮ガスの一部を例えば熱交換器において予熱するために使用することができ、この予熱された圧縮ガスを、第３のチャンバーからの断熱圧縮されたガスによって駆動されるガスタービンを駆動するために使用することができる。その代わりに、第３のチャンバーからの断熱圧縮されたガスと、排気ガスから過剰の熱を回収するために使用される予熱された圧縮ガスとの双方を、１つのタービンに向けてもよく、それによって２つ以上のタービンの必要性を都合良く避けることができる。

ある選択的な配置では、第２のチャンバーと第２のピストンが各々、第１と第３のピストンの各々のチャンバーに向かっての運動と同時に、第２のピストンが第２のチャンバーへと移動するように配置されてもよい。第２のチャンバーにおけるプロセスか次に、第１、第２、第３のピストンを各々のチャンバーから動かして、有利には各ピストンの結合質量とすることができる運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する。上記運動エネルギーを各々のチャンバーにピストンを戻すための運動エネルギーに変換する手段か設けられ、それはガス体を包含する断熱圧縮／膨張チャンバー、及び第２のチャンバーからの第２のピストンの運動時に、更なるピストンか断熱圧縮／膨張チャンバーへと移動するように池のピストンに連結される連合ピストンを具備することができる。

別の態様では、第２のチャンバーと第２のピストンが各々、第１と第３のピストンの各々のチャンバーへの動きと同時に、第２のピストンが第２のチャンバーから出るように配置される。ガス圧縮機は第４のチャンバー及び第４のピストンを含み、各々か第２のピストンか第２のチャンバーへと移動すると同時に、第４のピストンか第４のチャンバーから出るように配置される。第１と第３のピストンを各々のチャンバーへと移動させ、その中のガスを圧縮するために、第２のチャンバーにおけるプロセスによって伝えられる駆動エネルギーに加えて、第２のピストンを第２のチャンバーに戻し、結果的に第１と第３のピストンを各々のチャンバーから出すために、第２のチャンバーに関連して上述したものを含むプロセスか第４のチャンバーにおいて発生するように配置されても良い。

更に、ガス圧縮機は、第５のピストンと、第５のピストンの第５のチャンバーへの運動によって圧縮されるガスを入れる第５のチャンバーとを含むことができ、第５のピストン及び第５のチャンバーは、第２のピストンか第２のチャンバーへと移動すると同時に、第５のピストンが第５のチャンバーへと移動するように配置され、更に圧縮機は圧縮ガスか第５のチャンバーから引き出されるようにするバルブ手段を具備する。第５のチャンバーは断熱的にガスを圧縮するために使用することができ、それは第３のチャンバーからの断熱圧縮ガスにより駆動されるガスタービンと同してあってもよいガスタービンを駆動するために引き続いて使用できる。第５のチャンバーにおける断熱圧縮は第４のチャンバーにおけるプロセスによって行われる。

更に、圧縮機は第６のピストンと、第６のピストンの第６のチャンバーへの運動によって圧縮されるガスを入れる第６のチャンバーとを含むことができ、第６のピストン及び第６のチャンバーは、第２のピストンが第２のチャンバーへと移動すると同時に、第６のピストンが第６のチャンバーへと移動するように配置され、更に圧縮機は第６のチャンバーにおいて圧縮中のガスを冷却するため、液体のスプレーを形成する手段と、更に圧縮ガスがチャンバーから引き出されるようにするバルブ手段を具備する。このように、第６のチャンバーは冷たい圧縮ガスを製造するための第２の等温圧縮チャンバーを提供する。第６のチャンバーにおける等温圧縮は、更に第４のチャンバーにおけるプロセスにより進行される。このように、この形態の圧縮機では、サイクルの前半に、第２のチャンバーにおけるプロセスが第１と第３の等温・断熱圧縮プロセスを各々進行させ、サイクルの後半において、第４のチャンバーにおけるプロセスが第５と第６のチャンバーにおける断熱・等温圧縮プロセスを進行させる。更に、駆動エネルギーを伝える手段は、第６のチャンバーから第２及び／又は第４のチャンバーへと圧縮ガスを供給する手段を具備することができ、更に第６のチャンバーからの圧縮ガスを第２及び／又は第４のチャンバーからのガスで予熱するために熱交換器を具備することができる。熱交換器手段は、第１のチャンバーからの圧縮ガスを第２のチャンバーからのガスで予熱するために配置される熱交換器手段と同じものであって良い。第２及び／又は第４のチャンバーにおけるプロセスを進行させるために必要な第６のチャンバーからの冷たい圧縮ガスを予熱するために必要ではない熱は、熱交換器手段を通して第１及び／又は第６のチャンバーからの付加的な冷たい圧縮ガスを通過させることによって回収することができ、その結果、過剰の熱は付加的な圧縮ガスを予熱するために使用され、このガスはガスタービンを駆動させるために使用することができる。上記態様のいずれにおいても、２つかそれ以上のピストンが縦に一列に配置されてもよく、例えば、１つのチャンバーから次のチャンバーへと伸びるｌまたはそれ以上の密閉された軸によって相互接続することができる。あるいはその代わりに、２つがそれ以上のピストンが各々のチャンバーへの／からの運動方向に対して横方向に一定間隔を置いて配置されても良い。

熱い圧縮ガスを圧縮機を駆動させるために使用する場合、ガスは従来の機械式圧縮機によって提供されても、あるいは等温圧縮機において生成される冷たい圧縮ガスから提供されても良く、それは次に熱交換器によって、第２及び／又は第４のチャンバーからの熱い膨張ガスで予熱され、その後、例えば燃料の燃焼によって、主ヒーター内で更に加熱される。一般に、結果として生じる熱い圧縮ガスは、機械式圧縮機によって生成されるガスよりはるかに高い温度であろう。非常に熱い圧縮ガスは次に第２及び／又は第４のチャンバーへと導入され、その中で膨張して圧縮機を駆動させる。有利には、第２及び／又は第４のチャンバーへと導入される熱い圧縮ガスは、単純な断熱膨張によって圧縮機を駆動させるので、燃焼もしくはガス化よりはるかにクリーンなプロセスである。

別の態様では、圧縮機は第１のチャンバーと第２のチャンバーに加えて、もしある場合には、圧縮されるガスを入れる更なるチャンバー、更なるチャンバーへのピストンの運動によりガスを圧縮する更なるピストン、更なるチャンバーから圧縮ガスか引き出されるようにするバルブ手段、及び、更なるチャンバーから第１及び／又は第２のチャンバーへと圧縮ガスを供給する手段を具備することができる。更なるピストンは第」のピストンから独立しており、圧縮機は更なるピストンに連結される第２の運動エネルギー蓄積手段を具備することができ、それに対して充分な運動エネルギーが付与され、更なるピストンが更なるチャンバーにおいてガスを圧縮することかできるようにする。第２の運動エネルギー蓄積手段は更なるピストンと共に同相て移動するように配置された質量を含むことができ、その質量は更なるピストンによって都合良く提供される。更なるチャンバーに入れられるガスは断熱圧縮され、第１のチャンバーと（もしある場合は）第２のチャンバーにおいて、等温圧縮プロセスを駆動させるために使用できる。断熱圧縮されたガスは更にガスタービンを駆動させるためにも使用できる。

圧縮機のこの形態は更に、第２の運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する手段を具備することができ、更に、更なるピストンに１方向の運動を付与するために用いられる運動エネルギーを、更なるピストンに他方向への運動を付与するための運動エネルギーに変換する手段を具備することができる。変換手段は、例えば、ピストンの運動によって垂直に変位するように配置される質量を設けることによって、ピストンに運動を付与するために用いられる運動エネルギーを位置エネルギーに変換する手段を具備することかでき、それは更なるピストン自体の質量によって提供されても良い。

更に、圧縮機は第４のチャンバーと第４のピストンを具備することができ、各々が更なるピストンの更なるチャンバー内への運動と同時に、第４のピストンが第４のチャンバーから出るように配置され、更なるピストンと第４のピストンが共に単一体から成っていてもよい。この態様では、第２のチャンバーと第２のピストンか無い場合もあるか、第」のチャンバーと第４のピストンは、１つのチャンバーと１つのピストンを他のものから区別するためにそのように命名されている。更なるピストンに運動を付与するために使用される変換手段は第４のチャンバーに含まれるガス体を含み、それは交互に圧縮され、断熱膨張できるようにされて、ガスを圧縮するために更なるピストンを更なるチャンバーへと駆動させる。

このことは、第２の運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する手段が更なるチャンバーにおけるプロセスを含む場合に、特に好都合である。例えば、駆動エネルギーを更なるピストンに伝え、第２の運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する手段が、更なるチャンバーに燃焼しやすい燃料混合物を提供する手段を具備することができ、それによってその燃焼が運動エネルギーを付与する。あるいはその代わりに、第２の運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する手段は、圧縮ガスを更なるチャンバーに入れる手段と、更なるチャンバーにおいてガスを加熱するために熱い液体スプレーを形成する更なる手段を具備することができる。別の態様では、更なるピストンに駆動エネルギーを伝える手段は、ガス化のために反応ガスと共にガス生成媒体を更なるチャンバーに入れる手段を含み、別の態様では更なるピストンに駆動エネルギーを伝える手段は、熱い圧縮ガスを更なるチャンバーに入れるために操作できる手段を具備する。

このように、上記態様のいずれかにおいて、更なるチャンバーにおける断熱圧縮は、同しチャンバーにおいて行われるプロセスによって進行される。プロセスの結果として、更なるチャンバー内の熱いガスは膨張し、更なるピストンを更なるチャンバーから出るように駆動させる。更なるチャンバーにおけるガス膨張の後、操作できるバルブ手段か、ガスをチャンバーへと引っ張り、引き続いて断熱圧縮するために設けられてもよい。バルブ手段はガスがピストンの上に直接引き込まれるように位置づけることがてきる。この態様では、圧縮機は更に、ピストンの更なるチャンバーへの運動と同時に、熱い膨張ガスかチャンバーから放逐されるようにするため、更なるチャンバーへのガスの導入の後、操作できるバルブ手段を具備する。バルブ手段は、熱い膨張ガスのチャンバーからの排除の後、膨張プロセスの後チャンバーに引き入れられたガスを圧縮するために、閉じるように操作できる。更なるチャンバーにおけるプロセスにより第２の運動エネルギー蓄積手段に付与された運動エネルギーは、第４のチャンバーにおけるガスの断熱圧縮・膨張により更なるチャンバーへの更なるピストンの運動を付与するための運動エネルギーに変換することができる。

別の態様では、第４のチャンバーにおけるプロセスか更なるチャンバーにおける断熱圧縮を進行させ、更なるチャンバーにおけるプロセスか第４のチャンバーにおける断熱圧縮を進行させるように、第４のチャンバーは更なるチャンバーに関連して上述した特徴のいずれをも包含することができる。有利には、この態様は１回の完全な操作サイクルの間に断熱圧縮されたガスを２度生成する。断熱圧縮されるガスと、更なるチャンバーと第４のチャンバーにおけるプロセスガスとの分離は、自然温度成層によってもたらされる。

別の態様では、断熱圧縮と、断熱圧縮を進行させるプロセスとは、別々のチャンバーにおいて行われて良い。このように、断熱圧縮だけが更なるチャンバーにおいて行われ、断熱圧縮を進行させるプロセスを第４のチャンバーにおいて行うことかできる。

別の態様では、第」のチャンバー及び第４のピストンは各々、更なるピストンの更なるチャンバーへの運動と同時に、第４のピストンか第４のチャンバーへと移動するように配置できる。第２のピストン及び第２のチャンバーか無い場合もあるか、今後更なるピストンと更なるチャンバーは第３のピストン及び第３のチャンバーと各々称する。同様に、第２のチャンバーか無くても、第４、第５、及び第６という用語は１つのピストン及び１つのチャンバーを他と区別するために用いる。更に、圧縮機は第５のチャンバーと第５のピストンを具備することかでき、各々第３のピストンの第３のチャンバーへの運動と同時に、第５のピストンか第５のチャンバーから出るように配置される。この態様では、運動エネルギーを第２の運動エネルギー蓄積手段に付与する手段は、第５のピストンを第５のチャンバーへと駆動させる第４のチャンバーにおけるプロセスを含むことかできる。

第５のチャンバーは、運動エネルギーを、第３のピストンを第３のチャンバーへと駆動させ、その中に入っているガスを圧縮するために第５のピストンに運動を付与するための運動エネルギーに変換するガス体を入れることかできる。

別の態様では、ガス圧縮機は、運動エネルギーを第２の運動エネルギー蓄積手段に付与するために、第５のチャンバーにおけるプロセスを提供し、それによって、更なるピストンを更なるチャンバーに駆動させ、その中のガスを圧縮する手段を具備することかできる。このように、運動エネルギーを第２の運動エネルギー蓄積手段に付与する手段は、燃焼しやすい燃料混合物を第５のチャンバーに提供し、それによってその燃焼か運動エネルギーを付与する手段を具備することかできる。あるいはその代わりに、運動エネルギー蓄積手段は、圧縮ガスを第５のチャンバーに入れる手段、及び第５のチャンバーにおいてガスを加熱するため、熱い液体スプレーを形成する手段とを含んでもよい。別の態様では、運動エネルギーを第２の運動エネルギー蓄積手段に付与する手段は、ガス化のために反応ガスと共にガス生成媒体を前記第５のチャンバーに入れる手段を具備することかできる。別の態様では、運動エネルギーを第２の運動エネルギー蓄積手段に付与する手段は、熱い圧縮ガスを第５のチャンバーに入れるように操作できるバルブ手段を具備することができる。

更に、ガス圧縮機は、圧縮されるガスを入れる第６のチャンバーと、第６のチャンバーと共に配置される第６のピストンとを含み、各々第５のピストンの第５のチャンバーへの運動と同時に、第６のピストンか第６のチャンバーへと移動するように配置され、更に圧縮機は第６のチャンバーから圧縮ガスか引き出されるようにするバルブ手段を具備する。このように、この態様では、断熱圧縮が２つのチャンバーにおいて行われ、圧縮を進行させるプロセスは他の２つのチャンバーで行われる。第５のチャンバーにおけるプロセスが第３のチャンバーにおける圧縮を進行させ、第４のチャンバーにおけるプロセスか第６のチャンバーにおける断熱圧縮を進行させる。このように、有利には、断熱圧縮されたガスは完全にプロセスガスから分離状態におかれる。更に、この態様は対称的であり、サイクル毎に断熱圧縮ガスを２度生成する。第３のチャンバー及び第６のチャンバーの各々からの断熱圧縮ガスは、第１のチャンバー（及びもしある場合は第２のチャンバー）における等温圧縮を進行させるために使用でき、更にガスタービンを駆動させるためにも使用できる。

好ましい態様では、運動エネルギーを第２の運動エネルギー蓄積手段に付与する手段は、第１及び／又は第２のチャンバーから第３、第４、もしくは第５のチャンバーに、そこでのプロセスを進行させるために必要に応じて圧縮ガスを供給する手段を具備する。好ましくは、第１及び／又は第２のチャンバーからの圧縮ガスを第３、第４、第５のチャンバーのいずれかから出る熱い膨張したプロセスガスで予熱するために、熱交換器手段か設けられる。

圧縮機の別の態様では、等温圧槽に必要なエネルギーは液体のリザーバによって提供することができる。液体駆動ガス圧縮機の１形態は、ダクト及び、ダクトの中に配置され、ダクトに沿って移動する更なるピストンを含み、第１のピストンを第１のチャンバーへと駆動させて、その中のガスを圧縮する。液体を入れるためのリザーバはダクトの一端に接続され、更に圧縮機は、更なるピストンをダクトに沿って駆動させるため、リザーバからダクトへの液体の流れを制御するために操作できるメインフローバルブ、及びダクトから液体を放出できるように、第１のチャンバーにおけるガス圧縮の後操作できる放出バルブ手段を具備する。

更なるピストンは液体もしくは固体のピストンを含んでいても、あるいは両者の組合せであっても良く、第４のピストンと一体的に形成されても良い。圧縮機は圧縮されるガスを入れるための複数のチャンバーと、各々のチャンバーにおいてガスを圧縮するためのピストンを含むことができ、各々のピストンは連合する更なるピストンによって別個に駆動され、その各々は別個のダクトに沿って駆動され、このダクトの一端は共通のリザーバに接続される。好ましくは、圧縮機はまたは各々のバルブ放出手段を通して放出される液体をリザーバに戻す手段を含み、液体を戻す手段はポンプを含むことができる。圧縮機か複数のダクト及び、複数のチャンバーにおいて圧縮プロセスを進行させる連合ピストンを具備する場合、メインフローバルブ及び放出バルブは、リザーバの残量か実質的に一定に維持されるように、液体がリザーバから放出される時間と同じ時間、液体がリザーバに戻されるように操作するよう時間調節することができる。好ましい態様では、圧縮機は更にリザーバ内の液体に圧力をかける手段を含む。リザーバは液体の上に加圧されたガス体を囲むチャンバーを具備することができる。リザーバに連続して液体を供給する必要があることから、液体をリザーバに戻す手段がポンプを含む場合、メインフローバルブ手段を各々のダクトに配置し、違和で操作するようピストンを制御することにより、ポンプは連続して、また最適の効率で作動をすることかできることが認識されよう。

都合の良いことに、圧縮機が液体ピストンを具備する場合、圧縮機はスプレーにおける液体として、前記液体ピストンからの液体を１または各々のスプレー形成手段に供給する手段を具備することができる。

好ましくは、圧縮機はスプレーにおいて使用される液体を冷却するための冷却手段を具備する。更に、圧縮機はスプレーの中の小滴の大きさを制御するための手段を具備することが好ましい。スプレー形成手段は１または各々のチャンバー内のガスか圧縮されている間だけ作動をするように時間調節されたポンプを具備することかできる。スプレー形成手段は、好ましくは、ｌまたは各々のチャンバー内のガスが圧縮されている間、一定の流量のスプレーを提供するように配置され、スプレー形成手段は容積式ポンプを具備することができる。

１つの態様は、ピストンをスプレーポンプに機械的に連結する手段を具備することができる。好都合なことには、この機械的連結はスプレー液体噴射の時間調節を容易にすることができ、機械力をピストンからポンプ等に移すことを可能にする。機械的連結は、例えばピストン、またはピストンに接続されビニオンを駆動するよう配置されたラックによって駆動されるクランク軸を含むことができる。

クランク軸もしくはビニオンの回転は回転ポンプを駆動させるために使用されてもよいし、あるいはピストンポンプを駆動させるために往復運動に移されてもよい。ある態様では、スプレーの液体は圧縮ガスで圧縮チャンバーから放出される。

かかる液体は比較的高圧であり、サイクルのある部分では、スプレーの液体をチャンバーに噴射するために必要な圧力より高い場合がある。この場合、ポンプは正のエネルギーを作ることができ、それはピストンを駆動させるために使用できる。あるいはその代わりに、圧縮機を機ｆＪ［ポンプを持たないように設計し、スプレーを噴射する圧力をピストン自体で提供するようにしてもよい。あるいは、ポンプを電気で駆動しても、または他の手段により駆動させてもよい。ポンプが正味エネルギー出力を提供する場合、発電機を駆動させるためにポンプを接続するのか適切であろう。

好ましい態様では、圧縮機は、ｌまたはもしある場合は各々のチャンバーから引っ張られた圧縮ガスから液体を抽出する手段を具備し、更に水分分離器を含んでもよい。好ましくは、圧縮機は更にｌまたは各々のスプレー形成手段に抽出手段からの液体を供給する手段を具備する。このように、好都合に、等温圧縮の後（もしくはある態様では、等温膨張の後）、回収されるスプレーの液体は連続的に循環使用される。

圧縮機は各々のチャンバーにおけるピストンの位置、１つのチャンバーにおけるガスの圧力、時間依存状態、もしくは所定の質量または体積のガスがチャンバーを出るか、チャンバーに入った時等の、多くのパラメーターの１つかそれ以」二のパラメーターに応じて開閉するように、前記バルブ手段の１つまたはそれ以上を制御する手段を具備することかできる。かかるパラメーターはセンサーによって測定もしくは探知することができ、このセンサーは、例えば水力学的、電磁気的、及び／又は機械的に、バルブを制御するために使用される対応する出力信号を提供する。センサーは例えば電磁量、誘導型、容量型、電気接触型、超音波型、もしくは圧電型のものであってよい。マイクロプロセッサ−または他のタイプのコンピューターをセンサーからの出力信号を処理し翻訳するために配置してもよい。

１つの態様では、１つかそれ以上のバルブ手段が１つかそれ以上のピストンに機械的に連結され、ピストンかバルブ手段を開閉するように駆動させることかできる。例えば、チャンバーの壁もしくは基部に取り付けられるビニオンを駆動させるために配置されるピストンに接続されるランクによって、適当な機械式連結器を提供することかできる。カムを回転させるか、あるいは適切な時間に１つかそれ以上のバルブを開閉するカム軸を駆動させるために、ビニオンを配置してもよい。

圧縮機か液体ピストンを具備する場合、固体材料の浮遊体か少なくとも１つのチャンバーの液体ピストンの表面に浮遊するように配置されてもよい。浮遊体は堅くても柔らかくてもよく、潜在的な損失機構である、ピストンの表面の界面乱れ及び液体ピストン上のガスへの液体の吸い込みを抑制するのに効果的である。

好都合なことに、浮遊体はスプレーの液体を液体ピストンの中の液体と組み合わせるのを容易にする多孔質材料から作ることができる。

ある状況では、チャンバーの中で発生する様々なプロセスにより生じる熱に応じて、チャンバーの壁を冷却することが望ましい。チャンバーの壁は、１つかそれ以上の等温圧縮チャンバーからの冷たい圧縮ガスによって冷却することができる。チャンバーの壁からの熱を吸収した後、冷却ガスがチャンバーの中に入り、チャンバー内で他の膨張ガスと共に膨張することができるように、チャンバーの壁はその中に複数の穴を形成することができる。あるいはその代わりに、加熱された圧縮冷却ガスをタービンに送り、その中で膨張させてもよい。好都合なことに、いずれの方法も、育苗な機械力に変換できる方法で、チャンバーの壁から過剰の熱を回収することを可能にする。

圧縮機が１つのチャンバーにおけるプロセスからの排気ガスを等温圧縮チャンバーからの冷たい圧縮ガスで冷却するための熱交換器手段を具備する場合、熱交換器手段を出る冷たい排気ガスから液体を除去する水分除去手段を提供することが望ましいてあろう。かかる配置は第１の熱交換器手段からの排気ガスを冷却する第２の熱交換器手段、第２の熱交換器手段を出るより冷たい排気ガスから水分を除去する手段、水分除去手段を出るより冷たい排気ガスの温度を下げるためのクーラー、クーラーを出る冷えたガスから水分を除去する第２の水分除去手段、及び第２の水分除去手段からの冷えた排気ガスを第２の熱交換器に供給し、そこで第１の熱交換器を出る冷たい排気ガスとともに加熱させる手段を含むことかできる。

本発明の別の局面は、ガスタービン、冷たい圧縮ガスを生成する等温圧縮機、冷たい圧縮ガスを予熱する手段、予熱された圧縮ガスから熱い高圧ガスを発生させる主ヒータ−、及びタービンを駆動させるために熱い高圧ガスを供給する手段を含むガスタービンプラントを提供する。予熱手段はガスタービンを出る熱い低圧ガスから冷たい圧縮ガスを予熱するために配置される熱交換器を含むことか好ましい。

本発明の本局面の１態様において、主ヒーターは予熱された加圧ガスの中で燃料を燃焼させ、熱い高圧ガスとして燃焼ガスを生成する燃焼室を具備する。

本発明の本局面の別の態様において、主ヒーターは外部熱源を有する。この外部熱源は、例えば石炭または油燃焼炉、化学的または工業的プロセス、原子炉または太陽炉であってよい。

好都合なことには、ガスタービンプラントは冷たい圧縮ガスの一部をその冷却のためにガスタービンプレートに供給する手段を具備することができる。これはタービンブレードによって設定されるタービン内部の温度の上限を高めることを可能にする。

１つの態様では、ガスタービンプラントは更なるガスタービン、及び熱交換器からの熱い圧縮ガスの一部を更なるガスタービンを駆動させるために供給する手段を具備することができる。このことは、熱交換器か高い比熱を持つ冷たい方のガスと、低い比熱を持つ熱い方のガスとの間で熱を交換する結果、冷たい方のガスの温度を上げるために熱い方のガス中の熱の全てを必要としない場合に特に好都合である。残留熱は圧縮機からの冷たいガスの一部を加熱し、更なるガスタービンを駆動させるために都合良く使用することができる。

上記態様は更に、第３のガスタービン、更なるガスタービンを出る熱い低圧ガスによって冷たい圧縮ガスの一部を予熱するための第２の熱交換器、及び第３のガスタービンを駆動させるために予熱されたガスを供給する手段を具備することかできる。等温圧縮機はガスタービンの１つによって駆動されることが好ましい。

等温圧縮機はガス圧縮機もしくは上述した態様のいずれかのガス圧縮機を含むことかできる。

本発明の本局面の別の態様において、ガスタービンプラントは更に、等温圧縮機からの冷たい圧縮ガスを蓄積するための容器、及び必要な時にタービンを駆動させるため蓄積された圧縮ガスを回収する手段を具備することかできる。

本発明の別の局面によれば、上記において説明し特許請求したように、等温ガス圧縮機、圧縮機からの冷たい圧縮ガスを蓄積するための蓄積容器、及び圧縮機からのガスを蓄積容器に供給する手段を含むエネルギー蓄積プラントか提供される。

好ましくは、エネルギー蓄積プラントは、膨張されるガスを入れるチャンバー、チャンバーから出るピストンの動きによりガスか膨張できるようにするピストン、チャンバー内での膨張と同時にガスを加熱するためチャンバー内て液体のスプレーを形成する手段、及び蓄積容器から圧縮ガスをチャンバー内へ入れるためのバルブ手段を含む等温膨張器を具備する。等温膨張器は更に、ｙｇ２のチャンバー内へ入るピストンの動きによって圧縮されるガスを入れる第２のチャンバー、及び圧縮ガスを第２のチャンバーから引き出すためのバルブ手段とを含む。好都合なことに、空気であってよい熱い圧縮ガスはガスタービンを駆動させるために使用できる。

本発明の様々な局面によるガス圧縮機は、等温ガス膨張器として逆に駆動することができ、その差は、冷たい圧縮ガスがチャンバーに導入され、チャンバーから出るピストンの動きによって膨張できるようになり、また膨張がおよそ等温であるように、チャンバー内の液体でスプレーを形成する手段か膨張の間ガスに熱を移すということである。ピストンに、またはピストンを介して付与されるエネルギーは、チャンバー内の膨張ガスを断熱圧縮するために、あるいは第２のチャンバーがある場合は、第２のチャンバーにおいてガスを圧縮するために使用される。断熱圧縮されたガスは次にガスタービン、例えば空気タービンを駆動するために使用できる。このように、ガス圧縮機／膨張器は蓄積容器に蓄積された冷たい圧縮ガスを育苗なエネルギーに変換する手段を提供する。

本発明の別の局面によれば、圧縮されるガスを入れるチャンバー、チャンバーへ入るピストンの動きによってガスを圧縮するためのピストン、圧縮ガスをチャンバーから引き出せるようにするバルブ手段を含むガス圧縮機が提供され、これにおいて、ピストンの質量はガスを圧縮するために必要なエネルギーの全てをピストンに蓄えることを可能にするのに充分とされる。

運動エネルギーは通常、ガスの膨張を含む幾つかのプロセスによってピストンに付与される。プロセスの中で放出されるエネルギーは時間の経過と共に連続的に変化する。好都合なことには、重いピストンを提供することにより、プロセス中に放出される全てのエネルギーがピストンの運動エネルギーに移される。更に、ピストンはプロセスによって放出される運動エネルギーを蓄積するために充分重いので、はずみ車か不要どなり、これか摩耗しやすい機械的リンク機構や連結器の必要性をなくす。

本発明の別の局面によれば、ピストン、圧縮されるガスを入れ、かつピストン上のチャンバーの動きによってガスを圧縮するためのチャンバーを形成する手段、チャンバー内で圧縮と同時にガスを冷却するため、チャンバー内に液体のスプレーを形成する手段、及びチャンバーから圧縮ガスを引き出せるようにするバルブ手段を含むガス圧縮機が提供される。本発明のこの局面では、チャンバーの動きに対してピストンか静止したままであるように配置される。当業者なら認識するてあろうように、移動可能なピストンと静止チャンバーとを含む圧縮機に関連して説明した様々な態様を修正し、必要な変更を加えて、ｌまたは各々のチャンバーに運動か付与され、ピストンか静止したままであるようにすることができる。

本明細書及び請求の範囲を通して使用される［熱い（ｈｏｔ）　Ｊ及び［冷たい（ＣＯＯ１）Ｊ　もしくは［冷えた（ｃｏｌｄ）１という用語は、高い方の温度を低い方の温度と区別するために相対的な意味で使用するものであり、特別な値もしくは範囲に温度を制限しようとしているのではない。このように、熱いという用語は通常は冷たいと考えられる温度をも含み、冷たいという用語は通常は熱いと考えられる温度をも含む。

本発明の態様の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１は液体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の一態様を示す。

図２は固体及び液体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の別の態様を示す。

図３は固体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の第３の態様を示す。

図４は固体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の第４の態様を示す。

図５は固体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の第５の態様を示す。

図６は固体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の第６の態様を示す。

図７は固体ピストンを具備するガス駆動圧縮機の第７の態様を示す。

図８は液体ピストンを具備する液体駆動圧縮機の態様を示す。

図９は等温圧縮機を具備するガスタービンプラントの態様をブロック線図で示す。

図１Ｏは等温圧縮機を組み込むガスタービンプラントの別の態様をブロック線図で示す。

図１１は石炭もしくは他の燃料で燃焼させる、等温圧縮機と空気タービンを組み入れたプラントの態様を示す。

図１２はガスタービンと空気タービンを具備するガスタービンプラントの別の態様をブロック線図て示す。

図１３（ａ）は冷えた圧縮ガスを蓄積するための配置を示す。

図１３（ｂ）は発電のために蓄積した圧縮ガスを回収する配置を示す。

図１４はエネルギー蓄積のための２つの配置を図示するブロック線図である。

図１５は熱動力圧縮機及び発電のための付加的プラントの態様を示す。

図１６は熱動力圧縮機及び発電のための付加的プラントの別の態様を示す。

図１７は発電のための付加的プラントと共に熱動力圧縮機の別の態様を示す。

図１８は熱動力圧縮機及び発電のための付加的プラントの別の態様を示す。

図１９は熱動力圧縮機及び発電のための付加的プラントの別の態様を示す。

図２０は排気ガスから蒸気を回収するためのシステムのブロック線図を示す。

図２１は熱動力圧縮機を具備する密閉サイクルガスタービンプラントの態様をブロック線図で示す。

図２２は熱動力圧縮機、及び過剰の熱を回収するために配置される第２の空気タービンを具備する発電プラントの態様をブロック線図で示す。

図２３は熱い液体の噴射によって熱か供給される、密閉サイクル及び開放サイクルの熱動力圧縮機の態様を示す。

図２４は発電及びガス化サイクルに組み込まれる熱動力圧縮機の態様を示す。

図２５は発電及びガス化サイクルに組み込まれるガス駆動圧縮機の態様を示す。

図２６はエネルギー蓄積のための２つの選択的配置を有する熱動力圧縮機の態様を示す。

ガス駆動液体ピストン圧縮機対称型図１において、一般的に符号１て示す液体ピストン等温圧縮機は、水平または水平に近い細長い線形の中央部分３と、垂直に上向きに伸びる２つのアーム４．５とを存する長くて略Ｕ字型のダクトもしくはバイブ２を備える。ダクト２は部分的に水または他の液体が充填され、こうして液体ピストン７を形成する。ダクト２は圧縮率を制御するため必要な質量を持った液体ピストンを提供するために充分な長さと直径を持っている。垂直アーム４．５にチャンバー９．１１が形成される。各々のチャンバーには、ガスの各チャンバーへの入力／がらの出力を制御するために、多くの入口ボート及び出口ボートが設けられる。ボーＨ３，１５は各チャンバーから冷たい圧縮ガスを引き出せるように、各々バルブ！７．１９を有する。ボート２１．２３は各チャンバーに制御された質量の熱い圧縮ガスを入れるために、各々バルブ２５．２７を有し、ボート２９．３１は各チャンバーに付加的な質量のガスを入れるために、バルブ３３．３５て制御される。各々のチャンバー９．１１には各チャンバーに液体スプレーを噴射てきるようにするため、更なるボート３７．３９が設けられる。スプレー噴射ポンプ４３．４４は各々のスプレー噴射ポート３７．３９に接続される。出口ポート４１がダクト２の中央部分３に形成され、スプレー用に液体ピストンからの液体をボート３７．３９に供給するため各ポンプ４３．４４に接続される。この態様では、各ポンプは、液体ピストンがチャンバー９．１１から出る圧縮機運転サイクルの期間中、変位体４６．４８によって液体がポンプチャンバー４ｏ、４２に引き込まれる容積式ポンプてあり、ここにおいて、チャンバー９．１１へ入る液体ピストンの動きと同時にガスかチャンバー９．１１の中ｆ圧縮される時、液体は変位体４６．４８によってポンプチャンバー４ｏ、４２がら連続的に押し出される。液体がスプレーどして各チャンバー９、ＩＩに噴射される前に、液体ピストンがら引き出された液体を冷却するため、クーラー４５が出口ポート４１とポンプ４３．４４の間に接続される。

液体スプレーに使用するため液体のリザーバもしくはタンク５１が設けられ、運転中液体ピストンの量を一定に維持するため、水分分離ｉ？１ｉ４７．４９へ失われた液体を補充する働きをする。水分分離器４７．４９によって集められる液体は、必要に応して、タンク５１を介して液体ピストンもしくはスプレーに補充することができる。液体タンク５１は更に圧縮機の運転開始期間にスプレー用液体を提供する。

各チャンバー９、ＩＩにおいて液体ピストンの表面に浮遊するように、浮遊体５０．５２を設けることができ、それは多孔質または繊維質の材料から成っており、それを通して液体ピストンにおいて使用された液体を拡散させることができる。浮遊体は堅くても柔らかくてもよい。浮遊体はピストンの表面の波、及び冷たい圧縮ガスが引き出されるボートへの液体の吸い込みを抑制する。それに加えて、浮遊体５０．５２の多孔質の性質が、液体スプレーからの液体とピストンからの液体の再結合を容易にする。

運転に際して、従来の回転式圧縮機等の外部ソースからの多量の熱い圧縮ガスが、ボート２１を通してチャンバー９へと噴射される。この時点で、バルブ１７と３３は既に閉じられており、液体ピストン７はチャンバー９におけるストロークの最上部にある。熱い圧縮ガスはチャンバー９の中で膨張し、液体ピストン７を長いバイブ２の反対側の端に向けて加速させる。ガスは膨張するにつれて冷えていき、ガスの熱エネルギー及び圧力エネルギーがピストン７の運動エネルギー暑に変換される。ガスの圧力か大気圧（もしくは付加的な比較的加圧されていないガスが利用できる他の圧力）まで低下した時、バルブ３３が開いて、付加的な量のガスかボート２９を通して入るようになる。液体ピストン７はチャンバー９の膨張する容積にガスを引き込む運動を続ける。

液体ピストン７かチャンバー９におけるストロークの最上部にあった時、チャンバー１１はボート２３を通して多量の熱い圧縮ガスとして予め導入されている多量の冷たい膨張ガス、及びボート３１を通して導入された比較的加圧されていない付加的な量のガスを含む体積のガスを含んでぃた。液体ピストン７がチャンバー９から出てチャンバー１１へと移動するにつれて、チャンバー１１のガスが圧縮される。ガスが圧縮されるにつれて、液体が小さな水滴の形状でチャンバーＩ＋の中に噴霧され、ガスをほぼ一定の温度に維持する。スプレーの中の液体はガスの空間を通って落下し、液体ピストン７を形成する液体と混ざり合う。この態様では、スプレーの液体はバイブ２の中の液体から引き出され、クーラー４５を介してポンプ４３．４４によってスプレーの人口３７．３９に吸い戻される。

圧縮のある段階で、チャンバー１１のガスは所望の圧力に到達し、その点において液体噴射か停止され、バルブ１９が開いてガスをチャンバーから出て行かせる。ガスに吸い込まれた液体を除去するために、分離器４７．４９か設けられる。

チャンバー１１内の液体ピストン７かそのス）・クーラの最上部に到達する時、出口バルブ１９か閉して、バルブ２７か開き、多量の圧縮ガスをチャンバー１１に噴射して、液体ピストン７をバイブの他方の端まで動かす。同時に、バルブ３３か閉し、ボート２１を通して入れられた多量の冷却された膨張ガスと、ボート２９を通して入れられた付加的な量のガスから成る、チャンバー９内のガスの体積かチャンバー９において圧縮される。ガスか圧縮されるにつれて、液体か小さな水滴の形状でチャンバー１１の中に噴霧され、ガスをほぼ一定の温度に維持する。スプレーの中の液体はガスの空間を通って落下し、液体ピストン７を形成する液体と混ざり合う。圧縮のある段階で、ガスは所望の圧力に到達し、その点において、バルブ１７か開いてガスをチャンバーから出て行かせる。ガスは分離器４７を通過して、その中に吸い込まれた液体が除去される。液体ピストンかチャンバー９内のストロークの最上部に達した時に、出口バルブ１３か閉じ、チャンバー９に残る少量の残留ガスに別の分量の熱い圧縮ガスが噴射される。このガスか液体ピストン７をバイブ２の他方の端にまで押し戻し、サイクルが繰り返される。

安定した運転の下で、熱い圧縮ガス入口バルブ２５．２７は、液体レベルかチャンバー９．１１におけるその運動の最上部に達した時に開くように時間調節さ、れる。それらは、一定量のガスか一方のチャンバーに入った時に再び閉しる。これは液体ピストンか設定された距離だけ落下した時であろう。

冷却された圧縮ガスの出口バルブ１７．１９は、サイクルの一部の期間、液体ピストンかチャンバー９．１１の一方に移動している時だけ開く。バルブは、システム内の圧力か出口バイブの作動の圧力を越える時に開くか、熱いガスの入口バルブ２５．２７か開く前に閉しる。非復帰弁（逆止め弁）を使用することができ、液体ピストンか特定のチャンバーにおいて上向きに移動する時にのみ作動するように制御される。低圧ガスの入口バルブ３３と３５は、適切なチャンバー９もしくはＩＩにおける圧力か低圧ガス源の圧力より低くなる時にのみ開く。非復帰弁はこの目的のために使用することかできる。

バルブの操作は圧力と水レベルの変化によって決定してもよい。圧力に関しては、非復帰弁用に存在するような内部機械システムを使用してもよい。あるいはその代わりに、圧力センサーを使用し、バルブアクチュエーターを始動させるために使用できる電気信号を提供してもよい。液体レベルに関しては、機械システムが可能であろうが、電気信号を提供するセンサーの方が実用的である。液体レヘルセンサーは多くの選択方法で、例えば浮遊体の浮力の探知、導電率もしくは容量計の使用、光学的方法もしくは超音波の使用により操作できょう。パルプ自体は電気的に、あるいは圧縮空気によって作動できる（つまりエネルギーが与えられる）であろう。

液体スプレーシステムは、液体と気体との間の伝熱を最大にする一方、スプレーの生成エネルギー消費を最小にする特定の寸法範囲において多数の小滴を作り出すことを目的としている。更に、重力によって、あるいは分離器４７．４９の作用によって気体から小滴を分離するという観点から、小滴が小さすぎないことか重要である。分離器は、出口ボー［３，１５の他方の側のオフテイクバイブに上向きに運ばれる液体の小滴を除去する。分離器は様々な種類のものであってよい。例えば、慣性もしくは遠心分離器を使用することができ、それらの組合せてあってもよい。

スプレーポンプ４３と４４は、バイブ２から外部クーラー４５、噴射スプレー３７．３９を通り、バイブ２へと水を循環させる。チャンバー９もしくはｌｌ内の圧力差か変化する間に、一定の流量を維持するために、容積式ポンプをこの目的のために使用することができる。容積式ポンプはガスか圧縮される間にのみ噴射か起こるように、液体ピストン７の動きと共に同相で作用するように時間調節されるピストン型ポンプであってよい。この場合、スプレーの噴射を制御するためのバルブを持つ必要か無いてあろう。あるいはその代わりに、遠心ポンプまたは混合流ポンプが使用され、連続運転される場合は、スプレーバルブか必要であろう。外部クーラー４５は液体スプレーにより吸収された熱を排除する。スプレー温度の低減は、所与の質量のガスを圧縮するのに必要なエネルギーを削減する。

スプレーの可能な最低温度を達成するため、スプレー液体を噴射の直前にクーラーの中を通過させる。冷却は強制吸引空気冷却により、冷却塔の使用により、あるいは湖、川または海からの再循環水により達成することができる。

各チャンバー内の液体ピストンの表面に浮遊する浮遊体５０．５２は波及び冷たい圧縮ガスが引き出されるボートへの液体の吸い込みを抑制する。浮遊体を組み入れることの利点は、液体の吸い込みを抑制することが所定の時間における液体ピストンのサイクル数を多くすることである。結果的に、これは所与の規模の機械からの冷たい圧縮ガスの出力を増加させるであろう。

液体／固体ピストンガス駆動圧縮機大きな質量のピストンを提供する液体に加えて、質量は固体材料によっても提供できる。材料は液体より高い密度を持つものを選ぶことかでき、好都合なことに、圧縮機の寸法をかなり減少させることかできる。ピストンは完全に固体材料で構成されても、あるいは多数の固体と液体のピストンの組合せから成っていてもよい。液体及び固体のピストンを持つ圧縮機の例を図２に示す。

図２において、圧縮機１は部分的に液体ピストン７を形成する液体が充填された、略Ｕ字型のダクト２を含む。固体ピストン５５．５７はダクト２の各々のアーム４．５の中の液体ピストンによって支えられる。各アーム４．５は細長く、線形で、固体ピストン５５．５７かチャンバー９．１１への／からの垂直の線形運動を自由に行えるように配置されている。

固体ピストン５５．５７の密度は、液体ピストン７の中の液体の密度より高く、その固体及び液体の成分を含有する混合ピストンの全体の大きさは比較的コンパクトであってよい。固体ピストン５５．５７とダクト２のアーム４．５との間のギャップを密閉するためのノール５６．５８か固体ピストン５５．５７の底近傍に設けられる。ソール５６．５８の目的は固体ピストン５５．５７の下から液体か漏れるのを防ぐことであるが、ある程度の漏れは必然的に発生するかもしれず、その場合失われた液体を補充することか必要であろう。これは液体ピストンを包含するダクト部分に直接液体をポンプて入れることにより行うことができる。

固体ピストン５５．５７は液体ピストン７の表面の界面乱れを都合良く抑制し、更に液体表面から気体への液体の吸い込みを防止する。しかしながら、固体ピストン５５．５７とその各々のソール５６．５８は、液体スプレーにおいて使用されだ液体か液体ピストンの中の液体と混ざることを防止するであろう。従って、スプレー用の液体は別のソースにより提供され、前述の態様とは異なり、液体ピストン自体からは提供されない。本態様では、液体は液体をスプレー噴射ポンプ４３と４４に供給するタンクもしくはリザーバ５１に保持される。スプレーの液体は固体ピストン５５．５７の作用によりチャンバー９．１１から取り除かれるか、それは固体ピストンが等温圧縮されたガスに沿って、各々の圧縮ガス出口ボート１３．１５を通して液体を単に押すだけで行われる。次に液体は外部水分分離器４７において圧縮ガスから分離される。水分分離器４７において分離された液体は、１つまたはそれ以上のクーラー４５を介して再循環されるためにタンク５１に戻される。

スプレーの液体がチャンバーから除去される方法とは別に、図２に示したガス圧縮機の作動は、図１に関連して前述した圧縮機の作動と本質的に同じである。

今まで説明してきた圧縮機は本質的に左右対称であり、それらは全て２つのチャンバー間を前後に駆動されるピストンを具備しており、その各々において同じプロ七入主にガスの膨張と圧縮か交互に発生する。しかしながら、選択的態様においては、圧縮が１方向のみのピストンの変位によって行われるように、圧縮はピストンの片側だけで行われてもよい。更に、ガスの圧縮のためピストンに対して運動エネルギーを付与するだめの熱い圧縮ガスの膨張も、ピストンの片側だけで、つまり圧縮と同し側もしくは反対側で行われてもよい。かかる態様は非対称的であると説明されよう。

液体ピストンを具備する非対称圧縮機において、パイプは図１または２に示したような「Ｕ」字型、あるいは「Ｊ」の形状に形成することができよう。パイプの１つのアームは圧縮チャンバーを含み、一方他方のアームの端は開かれ、大気圧に曝されるか、あるいは閉しられて、その中に囲まれたガスの空間を持つことができよう。運転に際して、多量の熱い圧縮ガスがチャンバーに噴射され、そこで圧縮ガスは膨張し、冷たくなって、液体ピストンをパイプの他方の端に押しやる。ガスの圧力及び熱エネルギーは液体ピストンの運動エネルギーに変換され、液体ピストンが運動すると、多量の比較的低圧のガスがチャンバーに入れられる。

液体ピストンがパイプの他方の端に上昇するにつれて、運動エネルギーは、パイプの端か開放されている場合、バイブ内のピストンの高さによる位置エネルギーに変換され、あるいはパイプの端か閉じられている場合は、液体ピストンの高さによる位置エネルギーと、液体ビスＩ・ンの上で圧縮されたガスの圧力及び熱エネルギーの組合せに変換される。パイプのアームはそれほと高くなくてもよいので、後者の選択か好ましい。位置エネルギーは次に圧縮チャンバーの方向へのビス１ヘンの運動エネルギーに変換される。閉しられたパイプの端のガスか断熱圧縮される場合、ガスの潜在エネルギーは液体ピストンか運動し、ガスの体積を圧縮するために圧縮チャンバーへ入るにつれて、再び運動エネルギーに変換される。ガスは液体スプレーを活動化させることにより断熱圧縮される。

上述したように、圧縮機の規模を小さくするには、高密度の材料から作られる固体ピストンの使用か好都合であう。図３は非対称モートで作動するよう設計された、単一の固体ピストンを具備する圧縮機の態様を示す。

図３において、ガス圧縮機は圧縮されるガスを入れるために、下部チャンバー１０の上に実質的に垂直に配置された上部チャンバー８を含む。固体材料から成るビスＩ−ン１２は上部及び下部チャンバー８、ＩＯへ／から、自由に上下移動することかできる。上部チャンバー８はガス入口バルブ３３により制御されるガス人口ボー１−２９と、ガス出口バルブ１７により制御される圧縮ガス出口ポー１ −１３とを具備する。液体スプレー噴射口３７か液体スプレーを上部チャンバ− ８へ噴射するために設けられる。下部チャンバー１０はガス入口バルブ２７により制御されるガス入口ボート２３と、ガス出口バルブ２６により制御される圧縮ガス出口ボー１−２４とを具備する。

圧縮機の典Ｖ的な運転ザイクルを説明するか、まず始めは固体ピストン１２は休止しており、下部チャンバーＩＯの基部の真上の圧縮ガスのクッションにより支持されている。

この時へて、上部チャンバー８は新鮭な圧縮されるガスを含んでおり、ガスの入ロハルブ３３と出口バルブ１７は閉しられている。

適当なソースから、例えば従来の圧縮機からの多量の熱い圧縮ガスが、ガス入口ボート２３を介して下部チャンバーＩＯに噴射される。熱い圧縮ガスは膨張し、ピストンに運動エネルギーを付与し、ピストン１２を上部チャンバーｌＯへと上向きに押しやる。ピストン１２か上部チャンバー８に移動するにつれて、上部チャンバー内のガスか圧縮される。圧縮かほぼ等温で行われるように、圧縮プロセス中にガスを冷却するため、スプレー噴射口３７を介して液体か上部チャンバー８へと噴霧される。ピストン１２の上向きの運動中のある点において、下部チャンバーｌＯのガス入口バルブ２７か閉し、下部チャンバーのガスか断熱膨張する。

上部チャンバー８内のガスか一定の圧力に達した時、圧縮ガス出口バルブ１７か開き、液体スプレーか停止され、圧縮ガスか液体スプレーと共にガス出口ボート１３を介してチャンバーから引き出される。ピストン１２か上部チャンバー８におけるスｌ−クークの最上部に達すると、圧縮ガス出口バルブ１７か閉じ、固体ピストンかチャンバーの最上部で休止する前に、上部チャンバーに残るガスが固体ピストンの運動エネルギーを吸収する働きをする。この残留ガスは断熱圧縮され、その中に蓄積されたエネルギーはガスを断熱膨張させることにより開放され、それによってピストン１２に上部チャンバーから出る反対方向への運動エネルギーを付与する。

いったんピストン１２か運動方向を転換すると、下部チャンバー１０のガス出口バルブ２６か開き、下部チャンバーの比較的冷たい膨張ガスかガス出口ポート２４を通って排出される。上部チャンバーの圧力かガス入口圧まで低下すると、上部チャンバー８のガス入口バルブ３３か開き、ピストン１２がチャンバーから出て下向きに移動するにつれて、比較的低圧のガスか上部チャンバー８へと引き込まれる。

ピストンＩ２か下部チャンバーｌＯの基部に近付くと、ガス出口バルブ２６か閉じ、下部チャンバーの残留ガスか断熱圧縮され、ピストンの下向きの運動を阻止し、ピストン１２とチャンバーの基部との間でクッションとして作用する。ガス出口バルブ２６か閉しるタイミングは、ピストンの逆転時の下部チャンバー内のガス圧か熱い圧縮ガスの入口圧と等しくなる時である。ピストンが下部チャンバーにおいて休止する時、圧縮ガス大口ボー１−２７が開き、熱い圧縮ガスの新たな充填針が下部チャンバーに噴射され、サイクルが繰り返される。

この態様では、重力だけがピストンの１方向への運動エネルギーを位置エネルギーに変換し、ピストンに他方向への運動エネルギーを付与するための手段を提供することができる。この場合、圧縮機の運転回数は重力回復力により制限されるであろう。しかしなから、重力により提供されるより高率でピストンの運動エネルギーを吸収し付与する何等かの手段を提供することにより、例えば、上述したように、上部チャンバーにおけるピストンの逆転運動中に圧縮され膨張するガスのポケットをピストンの上に設けることにより、その回数を増加させることができるであろう。

固体ピストンが直線的かつ垂直に移動するように配置されるガス圧縮機の別の態様では、熱い圧縮ガスを下部チャンバーと共に上部チャンバーにも噴射するための手段が設けられ、ガスの噴射と膨張によって両方向へのエネルギーかピストンに付与される。更に、圧縮機は等温圧縮されたガスが上部チャンバーのみならず下部チャンバーにおいても生成されるように適合される。更に、熱い圧縮ガスの膨張の後、比較的低圧の付加的な質量のガスが各チャンバーに引き込まれるように圧縮機を配置することがてき、圧縮機を駆動させるのに必要である以上の質量の圧縮ガスを圧縮機が生成するようになる。かかる圧縮機は同じプロセスかピストンの両側で行われるという意味で対称的であるが、駆動力と再生力か重力によって偏るという意味では非対称的である。ガス圧縮機のこの形態の例を図４に示す。

図４において、ガス圧縮機１は下部チャンバー１１の上に実質的に垂直に配置された上部チャンバー９、及び上部及び下部チャンバーへ／から、自由に上下移動することかできる固体ピストン１２を含む。ピストン１２とチャンバーの壁との間て各チャンバーからガスか漏れるのを防止するために、密閉手段１４か配置される。各チャンバー９．１１は熱い圧縮ガスの充填針をチャンバーに導入するために、圧縮ガス入口バルブ２５．２７によって制御される熱い圧縮ガス入口ボート２１．２３、冷たい圧縮ガスがチャンバーから引き出されるようにするために圧縮ガス出口バルブ１７．１９によって制御される圧縮ガス出口ボート１３．１５、付加的な質量のガスをチャンバーに入れるためにガス入口バルブ３３によって制御されるガス入口ボート２９．３１、及び圧縮中に液体のスプレーをチャンバーに導入するための液体スプレー噴射口３７．３９を具備する。

各圧縮チャンバーへ噴霧される液体は回収さね、再循環される。液体回収システムは冷たい圧縮ガスからスプレーの液体を分離するため、圧縮ガス出口ボート１３．１５に接続される水分分離器４７．２９、スプレーの液体を冷却するため、水分分離器４７．４９の各々に接続される冷却システム４５、及び水分分離器４７．４９から冷却システム４５を通り圧縮チャンバー９、＋１へと液体をポンプて注入するため、冷却システムと各々のスプレー噴射口３７．３９との間に接続される分離ポンプ４３．４４を含む。ポンプは、圧縮チャンバー内の圧力が圧縮中上界するにつれて、チャンバー内に一定の率でスプレーの液体をポンプで注入するように設計されることが好ましい。ヘッダタンク５１は、回収されない液体もしくは回収システムから失われる液体を補充するために設けられる。

図４に示したガス圧縮機ｌの典型的な運転サイクルは以下のように進行するが、まず始めに、固体ピストン１２は下部チャンバー１１の基部の真上に瞬間的に休止しており、圧縮ガスのクッションによって支持されている。この時点で、上部及び下部チャンバー９．１１にある全てのガス入口バルブ及び出口バルブは閉じられており、上部チャンバーは熱い圧縮ガス入口ボート２１を介して予め導入されている一定質量のガスと共に、ガス入口ボート２９を介して予め導入されている付加的な質量の冷たい膨張ガスを包含している。

ピストン１２が下部チャンバー１１において休止する時、熱い圧縮ガス入口バルブ２７か開き、熱い圧縮ガスの充填針か下部チャンバーに導入される。所定の時間の経過後、入口バルブは閉じる。次に、ガスか断熱膨張し、下部チャンバー１１から上部チャンバー９へとピストン１２を押しやる。このように、熱い圧縮ガスの膨張エネルギーか、上方へ押し出される重い固体ピストンの運動エネルギーに変換され、位置エネルギーを獲得する。その後、ピストンの運動エネルギーか上部チャンバー９内の圧縮ガスの圧縮エネルギーに一部分変換される。ピストン１２か上部チャンバー９に移動するにつれて、上部チャンバー９内のガスか圧縮され、冷たい液体スプレーか上部チャンバー９に噴射されて、圧縮がほぼ等温になるようにガスの加熱を防止する。

下部チャンバー１１に導入される熱い圧縮ガスの断熱膨張は、上部チャンバー９の方向へ充分な運動エネルギーをピストン１２に付与し、ピストンに作用する下部チャンバー内＋内で膨張するガスによって生じる上向きの推力か、（上部チャンバーにおけるガスの質量、重量及び圧力のため）ピストンに作用する下向きの力より小さくなった時、ピストン１２はその大きな慣性によって、上部チャンバー９への上向きの運動を続ける。下部チャンバーにおけるガス圧か付加的な供給ガスの圧力よりも低くなると、下部チャンバー内のガス入口バルブ３５が開き、ピストンか上向きの移動を続けるにつれて、付加的な質量のガスか下部チャンバーに引き込まれる。

上部チャンバー内のガス圧か所望の値に達した時、圧縮ガス出口バルブ１７が開き、冷たい圧縮ガスがスプレーの液体と共に、上部チャンバーから圧縮ガス出口ポート１３を通って引き出される。圧縮ガスは水分分離器４７を通り、そこでスプレーの液体は圧縮ガスから取り除かれ、抽出された液体はクーラー４５へ送られ、そこで液体スプレーにおいて再使用される前に冷却される。

ピストン１２が上部チャンバー９における移動の限界に到達すると、圧縮ガス出口バルブＩ７か閉し、上部チャンバーに残る残留ガスがピストン１２を休止させる。ガス出口バルブ１７か閉しるタイミングは、上部チャンバー９におけるピストンの方向転換時に、チャンバー内のガス圧か熱い圧縮ガスの入口圧と等しくなる時である。ピストンか休止する時、下部チャンバー内のガス入口バルブ３５か閉し、この時点て、下部チャンバーにおける全てのガス入口バルブ及び出口バルブか閉じられる。次に、熱い圧縮ガス入口バルブ２５か開き、熱い圧縮ガスの充填針か熱い圧縮ガス入口ポート２１を介して上部チャンバーに導入される。所定の時間の経過後、ガス入口バルブが閉し、ガスが断熱膨張して、ピストン１２を上部チャンバー９から下部チャンバーＩＩへと押しやる。このように、上部チャンバーにおけるガスの膨張エネルギーは下部チャンバーの方向へのピストンの運動エネルギーに変換される。その質量及び高さによるピストンの位置エネルギーも、運動エネルギーに変換される。（熱い圧縮ガス入口ボート２３を介して予め導入されている一定質量の冷たい膨張ガス、及びガス入口ボート３１を介して導入される付加的な質量のガスで構成される）下部チャンバー内のガスは、ピストン１２の下部チャンバー１１への動きと同時に圧縮され、液体のスプレーが下部チャンバーに噴射され、ガスから圧縮熱を吸収し、それによってガス温度が上昇するのを防止し、圧縮プロセスかほぼ等温に行われるようになる。このように、ピストンの運動エネルギーは下部チャンバーＩｔにおけるガスの圧縮エネルギーに変換される。

上部チャンバー９内のガス圧が付加的な供給ガスの圧力より低くなると、ガス入口バルブ３３か開き、ピストン１２が上部チャンバー９から下向きの移動を続けるにつれて、付加的な質量のガスが上部チャンバー９に引き込まれる。

下部チャンバー１１内のガス圧が所望の値に達した時、圧縮ガス出口バルブ１９か開き、圧縮ガスがスプレーの液体と共に、下部チャンバーから圧縮ガス出口ポート１５を通って引き出される。圧縮ガスとスプレーの液体は水分分離器４９を通り、そこでスプレーの液体は圧縮ガスから取り除かれ、液体はクーラー４５へ送られ、そこで液体スプレーにおいて再使用される前に冷却される。

ピストン１２か下部チャンバー１１における移動の限界に到達する直前に、圧縮ガス出口バルブ１９か閉じ、ピストンｌを休止させる働きをする下部チャンバーに残る圧縮ガスを閉じ込める。ガス出口バルブの閉動は、ピストンの逆転時での下部チャンバー内のガス圧が熱い圧縮ガスの入口圧と等しくなるように時間調節されることが好ましい。ピストンが休止する時、上部チャンバー内のガス入口バルブ３３か閉じ、上部チャンバー９における全てのガス入口バルブ及び出口バルブが閉じられる。熱い圧縮ガス入口バルブ２７が開いて、新鮮な熱い圧縮ガス充填針か下部チャンバーに導入される。その後、サイクルが繰り返される。

」二連したように、図４に示した垂直の線形ガス圧縮機は、再生力を下部チャンバーに向けて偏らせるピストンの重さの故に、はぼ対称なだけである。一般に、圧縮ガスをサイクルの期間中一定の圧力で供給できるように、圧縮ガスの出口圧力が上部及び下部チャンバーにおいて同じであることが望ましい。更に、上記及び下部チャンバーにおける熱い圧縮ガスの入口圧も等しいことが望ましい。各々の上記目的は上部及び下部チャンバーに異なる質量のガス流を提供することによって達成できる。上部及び下部チャンバーへのガスの処理量は、ガス入口ボートイ及び出口ボートの大きさ、及び／又はガス入口ボート及び出口ポートか開かれる期間に応じて制御することができる。

ピストンか休止する時にピストンと上部チャンバーの上部との間に常に残される有限のギャップの故に、上部チャンバー内の全てのスプレーの液体か排出されるわけてはなく、常に幾らかの液体が上部チャンバーに残される。しかしながら、残留液体は圧縮機の性能に重大な影響を及ぼすとは考えられない。各圧縮サイクルの後、下部チャンバーに幾らかの液体が残ることもあるが、例えば、液体がチャンバーから流れ出るようにチャンバーの基部を適合させ、ガス入口ボート及び出口ポートの位置を定めることによって、スプレーの液体の除去か助けられる。

ガスタービンプラントにおいて実装される、直線的かつ垂直に移動する固体ピストンを備えたガス圧縮機の別の態様を図５に示す。この態様では、冷たい圧縮ガスか上部チャンバーにおいて生成されるが、この点において、圧縮機は図３と４に示した態様と同しである。しかしなから、前述の態様とは異なり、下部チャンバーは閉じられ、ピストンか上部チャンバーから出て下向きに移動するにつれて、ピストンの運動エネルギーを吸収し、ピストンに上部チャンバー内へと反対方向の運動エネルギーを再付与するためのスプリングとして作用するガス体を含む。

図５において、ガス圧縮機１は、下部チャンバー１１の上に実質的に垂直に配置された上部チャンバー９と、２つのチャンバー間を自由に振動するように配置される固体ピストン１２とを含む。圧縮機１はピストンとチャンバーの壁との間でいずれかのチャンバーからのガス漏れを防止するために密閉手段１４を含む。

上部チャンバー９は、熱い圧縮ガスをチャンバーに入れるため、バルブ２５によって制御されるガス入口ボート２１、冷たい圧縮ガスをチャンバーから引き出すため、バルブ１７により制御される冷たい圧縮ガス出口ボート１３、及びチャンバー内のガス圧か一定の値より低くなった時に、付加的な質量のガスを上部チャンバー９に入れるため、バルブ３３によって制御されるガス入口ボート２９とを具備する。

スプレー噴射口３７か、圧縮中の液体スプレーの噴射のために上部チャンバーに形成される。圧縮後、圧縮チャンバーからスプレーの液体を回収し、冷却するために、回収システムか配置される。回収システムはチャンバーを出る冷たい圧縮ガスからスプレーの液体を除去するため、上部チャンバーのボート１３に接続される水分分離器４７、スプレーの液体を冷却するため水分分離器４７に接続される冷却システム４５、及び、水分分離器４７から冷却システム４５を通り、スプレーノズル（図示せず）を介して上部チャンバー９へと液体をポンプで吸い出すため、冷却システム４５と上部チャンバー９のスプレー噴射口１３の間に接続されるポンプ４３を具備する。スプレーの液体を入れるヘッダータンクが、回収されない液体もしくは回収システムから失われる液体を補充するために配置される。

下部チャンバーＩ＋は、チャンバー内で可能な限り永久に密閉される大量のガスを含む。ある程度のガスは固体ピストンとチャンバーの壁との間のシール１４を通して、下部チャンバーから必然的に漏れるかもしれないが、下部チャンバーから失われたガスを、例えば適切に加圧されたソースから補充ガスを入れるため、バルブによって制御されるガス入口ボートを下部チャンバーに設けることによって補充する手段を取ることができる。

図５に示した圧縮機の典型的な運転サイクルは以下のように進行するが、まず始めに、固体ピストン１２は上部チャンバー９におけるストロークの最上部で瞬間的に休止している。この時、圧縮ガス出口バルブ１７とガス入口バルブ２５．３３は閉しられており、チャンバーは圧縮ガスのポケットを含むことができる。

ピストンか方向を逆転させるとき、熱い圧縮ガス入口バルブ２５か開き、熱い圧縮ガスの充填分を上部チャンバーに導入する。所定の時間間隔の後、熱い圧縮ガス入口バルブ２５か閉し、熱い圧縮ガスか断熱膨張して、ピストン１２を上部チャンバーから下向きに駆動させる。ピストン１２が下部チャンバー１１へと移動するにつれて、下部チャンバーのガスか断熱圧縮され、下部チャンバーの方向ヘビストン１２に付与される運動エネルギーかガスにより庄カエネルギー及び熱エネルギーとして吸収され、後者は付随したガス温度の上昇を結果的に生じる。

上部チャンバー９における膨張ガスの圧力か、付加的ガス供給の入口圧にまで低下した時、ガス入口バルブ３３か開き、ピストン１２の連続する下向きの動きと同時に、付加的な質量のガスか上部チャンバーに引き込まれる。ピストンの全ての運動エネルギーかガスによって下部チャンバーに吸収された時、ピストンは瞬間的に休止し、上部チャンバーのガス入口バルブ３３か閉じる。次に、下部チャンバー内の現在熱い圧縮ガスか断熱膨張し、ピストン１２に上部チャンバー９に向かう運動エネルギーを付与する。ビス）・ンか上部チャツバ−９へと戻るにつれて、ガス入口ポート１３を通り熱い圧縮ガスとして予め導入されている一定質量のガスと、ガス入口ボート２９を介して導入された比較的低圧の付加的な質量のガスで構成される、上部チャンバー内のガスか圧縮される。ガスが圧縮されるにつれて、圧縮プロセスかほぼ等温に行われるようにガスから圧縮熱を吸収するため、液体か小さな水滴の形で上部チャンバー内へ噴霧される。スプレーの噴射は、」二部チャンバー内のガス温度がスプレーの液体の温度に達した時に開始するように時間調節することかできる。上部チャンバー９内のガス圧か所望の値に到達すると、圧縮ガス出口バルブ１７か開き、冷たい圧縮ガスかスプレーの液体と共に上部チャンバーからガス出口ポート１３を介して引き出される。圧縮ガス及びスプレーの液体は水分分離器４７に送らね、そこてスプレーの液体かガスから取り除かれる。

ピストンか上部チャンバーにおける移動の限界に到達する前に、圧縮ガス出口バルブ１７か閉し、上部チャンバーに残るガスかピストンを休止させる助けをする。ピストンか休止すると、熱い圧縮ガス入口バルブ２５か開き、新鮮な熱い圧縮ガス充填分がガス人口ボー）２１を介して上部チャンバー９に導入され、サイクルを繰り返す。

この態様は冷たい圧縮ガスを生成するための１つのチャンバーだけを有するのて、圧縮ガスは１サイクルに１度生成されるだけである。サイクルの期間を通してより一定の率でガスを製造するために、お互いに遅相で操作するような１つかそれ以上のガス圧縮機を提供することかできる。例えば、更にもう１つの圧縮機か設けられた場合、それらの運転サイクルは１８０°だけ隔てることができよう。

圧縮機かとのように配置されるかに応じて、位相分離を使用して重い固体ピストンの加速かつ減速により生じる機械的振動を防止する助けとなれよう。

直線的かつ垂直に移動する固体ピストンを具備する圧縮機の選択的態様において、等温圧縮されるガスを生成するために、また熱い圧縮ガスの導入かピストンに上向きの方向の運動エネルギーを付与するために、下部チャンバーを適合させることかできる。上部チャンバーは、ピストンの運動エネルギーを吸収するために上向きのストロークでピストンにより断熱圧縮され、その後膨張してピストンに下部チャンバーの方向に下向きに運動エネルギーを付与するガス体を取り囲む働きをすることかできる。基本的に、図５に示した態様の逆の形であるこの態様では、上部チャンバーの方向へのピストンの運動エネルギーは、上部チャンバー内のガスの圧縮エネルギーと熱エネルギーに、また重力による位置エネルギーに変換されるであろう。あるいはその代わりに、上部チャンバーか全く省略されて、熱い圧縮ガスか下部チャンバーに導入されることにより固体ピストンに付与される全ての運動エネルギーが、重力による位置エネルギーに変換され、その後下部チャンバーに向かう反対方向への運動エネルギーとして放出され、下部チャンバー内のガスを圧縮してもよい。このように好都合なことに、この特別な態様は１つだけのチャンバーを必要とし、失われるガスを補充するための断熱圧縮／膨張チャンバーに関連する補助設備を必要としない。下部チャンバーで行われる等温圧縮を持つことの利点は、スプレーの液体の除去において重力により提供される位置的補助を利用するように、チャンバーを設計できることである。

別の態様では、ガス圧縮機は水平面内を移動するように配置される固体ピストンを具備することかできる。図６は２つの水平に向かい合ったチャンバーと、各チャンバーへ、あるいは各チャンバーから直線的に前後に移動するように配置された重い固体ピストンとを含む本態様の実施例を示す。

図６において、ガス圧縮機は２つの水平に向かい合ったチャンバーを含み、各々のチャンバーは熱い圧縮ガスを各々のチャンバーに導入するために、バルブ２５．２７により制御される熱い圧縮ガス入口ボート２１及び２３、圧縮ガスを各チャンバーから引き出すためにバルブ１７．１９により制御される圧縮ガス出口ボー［３及び１５、付加的なガスを各チャンバーに入れるためにガス入口バルブ３５．３７により制御されるガス入口ボート３１及び３３、及び、ガス温度を制御するために各チャンバーに液体スプレーを噴射するためのスプレー噴射口３７及び３９を有する。ガス圧縮機は、減摩軸受１４．１５により支持され、２つのチャンバー９と１１の間を自由に振動する重い固体ピストン１２を有する。ピストン１２とチャンバーの壁との間のギャップを通したガス漏れを防ぐために、ピストンと各チャンバーの壁との間にすべりシール５６．５８が設けられる。この態様では、ピストン１２の各々の端かチャンバー９．１１の端になるように湾曲している。

各チャンバーにおけるガスの等温圧縮の後、スプレーの中で使用された液体を回収し、その液体をスプレーにおける再使用のために処理するため、回収システムが設けられる。回収システムは圧縮ガスからスプレーの液体を除去するため、各々の圧縮ガス出口ボート１３．１５に接続される水分分離器４７と４９を具備する。液体の除去を容易にするため、出口ボートは各チャンバーの下部に形成される。水分分離器４７．４９はスプレーの液体を冷却するため、冷却システム４５に接続される。液体を水分分離器４７．４９がら冷却システムを通り、スプレー噴射口を通って各チャンバーへ戻すために、各チャンバー用のポンプ４３．４４が冷却システム４５とスプレー噴射口３７．３９との間に接続される。

ガス圧縮機の本態様の運転サイクルは以下のように進行するか、まず始めにピストン１２は右手チャンバーＩＩにおける移動の限界にあり、チャンバー１１内の全てのバルブは閉じられている。右手のチャンバー１１にはピストンを休止させるために使用される少量の断熱圧縮されたガスが入っている。この時点で、左手のチャンバーには、熱い圧縮ガスとして熱い圧縮ガス入口ポート２１を通して予め導入され、冷却されて膨張した一定質量のガスと、ガス入口ボート３１を通して予め導入されている比較的低圧の一定質量のガスとから成る一定質量のガスが入っている。左手のチャンバー９の全てのバルブは閉じられている。

ピストンが休止した後、右手のチャンバー１１に残る圧縮ガスが膨張し、チャンバーからピストン１２を押し始める。同時に、熱い圧縮ガス入口バルブ２７が開き、熱い圧縮ガス充填針か右手のチャンバーに導入される。所定の時間間隔の後、ガス入口バルブ２７が閉しる。熱い圧縮ガスはその後断熱膨張し、ピストン１２を右手のチャンバー１１から左手のチャンバー９へと押しやる。このように、膨張エネルギーが左手のチャンバー９の方向へのピストンの運動エネルギーに移される。ピストン１２が左手のチャンバー９へと移動するにつれて、ガスが圧縮され、同時に液体スプレーの形状で液体がチャンバーに噴射されて、圧縮中のガスを冷却する。

右手のチャンバー１１内の膨張ガスの圧力が所定の値以下に低下すると、ガス入口バルブ３７か開き、付加的な質量の比較的低圧のガスがガス入口ボート３３を通して右手のチャンバーへと引き込まれる。

左手のチャンバー９のガス圧か所望の値に達した時、ボート３７を通してのスプレーの噴射か停止され、圧縮ガス出口バルブ１７が開き、圧縮ガスがスプレーの液体と共にチャンバーから圧縮ガス出口ポー！３を通って引き出される。圧縮ガス及びスプレーの液体は水分分離器４７を通り、そこでスプレーの液体がガスから取り除かれる。その後スプレーの液体は冷却器４５を通ってからスプレーにおいて再使用される。

ピストン１２が左手のチャンバー９における移動の限界に達する前に、圧縮ガス出口バルブ１７か閉じ、チャンバー内の残留ガスは断熱圧縮され、ピストンを一時的に休止させる。この時、右手のチャンバー１１のガス入口バルブ３７が閉じられる。その後残留ガスか膨張するにつれて、ピストンは方向を逆転し、この時点で、熱い圧縮ガス入口バルブ２５が開き、新鮮な熱い圧縮ガスの充填針が、熱い圧縮ガス人口ポート２１を通して左手のチャンバー９へと噴射される。バルブ２５は所定の時間間隔が過ぎた後に閉じる。その後熱い圧縮ガスが断熱膨張し、ピストン１２を押して左手のチャンバー９から右手のチャンバー１１へと戻す。

右手のチャンバー１１の全ての入口及び出口バルブが閉じられ、チャンバー１１は熱い圧縮ガスとしてガス入口ボート２３を通して予め導入され、冷却されて膨張した一定質量のガスと、入口３３を通して予め導入されている一定質量の比較的低圧のガスとから成る一定質量のガスを含んでいる。ピストン１２か右手のチャンバーＩＩへと移動するにつれて、ガスか圧縮され、同時に液体のスプレーかスプレー噴射口３９を通してチャンバーへと噴射され、圧縮中のガスを冷却する。

左手のチャンバー９のガス圧か所定の値にまで低下した時、ガス入口バルブ１７か開き、イ１加的な質量の比較的低圧のガスかガス大口ポーＨ３を介して左手のチャンバー９へと引き込まれる。

右手のチャンバー１１のガス圧か所望の値に達した時、圧縮ガス出口バルブ１９か開き、圧縮ガスかスプレーの液体と共に、チャンバーから出口ポート１５を通って引き出される。圧縮ガスとスプレーの液体はその後水分分離器４９に送られ、そこてスプレーの液体か圧縮ガスから取り除かれる。その後液体は冷却器４５に送られ、そこて冷却されてスプレーの中の液体として使用されるために戻される。

ピストンか右手のチャンバーＩＩにおける移動の限界に達する前に、圧縮ガス出口バルブ１９か閉じ、スプレー噴射か停止され、残留ガスか断熱圧縮されて、ピストン１２を一時的に休止させる。この時、左手のチャンバー９の全てのバルブか閉しられ、熱い圧縮ガス入口バルブ２７か開いて、新鮮な熱い圧縮ガスの充填針を右手のチャンバーＩＩに導入し、その圧縮ガスは膨張して、ピストンを右手のチャンバーから左手のチャンバーへと押し、サイクルを繰り返す。

水平に移動する固体ピストンを有し、上述したものと異なる作動モードを持つ他の形態のガス圧縮機も企図される。例えば、チャンバーの１つを断熱圧縮／膨張チャンバーとして使用してもよく、交互に断熱圧縮と断熱膨張が繰り返される密閉されたガス体を入れ、チャンバーの方向にピストンに付与される運動エネルギーをチャンバーから出る方向へのピストンの運動エネルギーに変換してもよい。

このように、チャンバーは図５に示した下部チャンバーと同じように機能するであろう。

固体ピストンか水平面内で移動するように配されるので、ピストンを支えるために何等かの手段を設けなければならず、同時にピストンの水平移動を妨害しようとする摩擦力を最小にすることか好ましい。支持軸受は、例えばピストンの重さを支えるために特に設計されたコロ軸受等の機械的軸受であってよい。各軸受によって支えられるピストンの重さは、軸受の数を増やすことによって減少させることかできる。ピストンは可及的にコンパクトに作ることが望ましいか、単位長７幅毎のピストンの重さはそれに応じてピストンの大きさを変えることによって変化させることができる。ピストンはどのような形であってもよく、その長さに沿った横断面の外形及び大きさか変化してもよい。このように、ピストンの質量もその長さに沿って変化してもよく、ピストンの質量をこのピストンの一部に集中させることが適当であろう。ある応用においては、支持軸受がピストンの全質量のかなりの割合を支えるように設計することが適当であろう。ピストンを支えるために、減摩軸受の池のタイプ、例えばその操作が磁気浮揚もしくは強制流体による浮揚の原則に基づいているものを使用することかてきる。

ある応用においては、圧縮中はぼ等温状態に圧縮チャンバー内の空気またはガスを維持する液体スプレーを、圧縮チャンバーの外側で発生させることが好都合であろう。スプレーもしくは霧は、空気またはその他のガスを入れた別個の外部容器において発生させることができる。その後圧縮に先立ち、液体スプレーもしくは霧は空気または池のガスと共に圧縮チャンバーに引き込まれる。

図７は図５に示したものと類似するか、圧縮中にガスを冷却するための霧を発生させる、圧縮チャンバーの外部にある別の容器を具備し、そこで圧縮チャンバーに入れる前に大気と混合するようになった線形の垂直ガス圧縮機を示す。図７において、圧縮機は下部チャンバー１１の上に垂直に配置された上部チャンバー９を含み、各々のチャンバーへと／から垂直に自由に振動する固体ピストンを存する。上部チャンバー９はチャンバーに熱い圧縮ガスを入れピストン１２を下方に駆動させるためにバルブ２５によって制御される熱い圧縮ガス入口ポート２Ｉ、冷たい圧縮ガスをチャンバー９から引き出すためにバルブ■７によって制御される冷たい圧縮ガス出口ボーＨ３、及び、付加的な比較的低圧のガスと共に液体スプレーをチャンバー内に引き入れるためにバルブ３３によって制御されるガス入口ボート２９を具備する。ガス入口ポート２９は霧を発生させる別の容器５５に接続される。ガス入口ボート５７はガスを霧発生器５５に引き入れるために設けられる。

圧縮チャンバーを出る冷たい圧縮ガスから分離される液体はクーラー４５を介してポンプ４３によって再循環され、霧発生器５５に戻される。液体スプレーもしくは霧は従来からの手段を用いて、例えば１つかそれ以上のスプレーノズルを通して液体を押しやることにより、霧発生器５５内で発生させることができる。

ピストン１２の下向きの運動中に、ガス入口バルブ３３か開き、ガスがガス入口ボート５７を通して霧発生器５５内に引き込まれ、ガス入口ボート２９を通して圧縮チャンバーに細かな液体の小滴を押し流す。液体スプレーは圧縮チャンバー内の圧力が比較的低い時に圧縮チャンバーへと導入されるので、またスプレーは圧縮中というよりむしろ圧縮の前に入れられるので、液体をポンプで入れるという作業か減らされ、圧縮チャンバー内部のガスにおいて小滴の優れた分布か達成される。圧縮チャンバーの外部でスプレーを形成することにより、より細かなスプレーを達成することか可能である。例えば、大きな小滴を分離し、それらを等温圧縮機に噴射せずに再循環させる方か好ましいてあろう。更に、霧発生器へのガス流を低圧ファンで助けることか望ましいであろう。霧発生器は更に、小滴を細かな霧に砕くために回転ディスクまたは回転ブレード等の機械装置を含むことができる。

液体スプレー及び大気か圧縮チャンバーに導入される方法を除けば、図７に示したガス圧縮機は図５に関連して説明した方法と全く同じ方法で作動する。

上述した圧縮機の態様は全て熱い圧縮ガスによって駆動される。圧縮機を駆動するもう１つの方法は液体の圧力水頭を使用する。運動エネルギー蓄積手段は、液体のエネルギーをガスの圧縮エネルギーに移すために配置される、固体であれ、液体であれ、もしくはその両方であれ、重いピストンによって好都合に提供される。この方法で作動する液体ピストン等温圧縮機の態様を図８に示す。

図８において、等温圧縮機は２個のパイプ１０２．１０３を含み、各々が水平に配置される中間部分１０５と１０７を存し、各々か液体ピストン１０９と１１１を包含している。各パイプ＋０２．１０３の端部分の片方＋１３と１１５が垂直に上向きに伸び、その中に各々形成される圧縮されるガス用のチャンバ−１１７と１１９を有する。パイプ１０２、＋０３の各々の端部分は１つの大きな容器１２７として形成される。

蓄圧器１２７からの液体の流れを制御するためのメインフローノくルブ１２９、ボーＨ３１が、パイプ１０２、＋０３の水平部分１０５．１０７に配置される。

出口ポート１３３と１３５がメインフローバルブ１２９．１３１とノくイブ１０２．１０３の垂直部分１１３．１１５の間の水平部分１０５．１０７に形成される。

トレーンバルブ１３７．１３９が出口ボート１３３．１３５に配置され、ノくイブ１０２．１０３から流れ出る液体の流れを制御する。メインポンプ１４１か出口ボート１３３．１３５と蓄圧器１２７の間に接続され、出口ボート１３３．１３５を通して排水された液体を蓄圧器に再充填する。

前と同じように、圧縮ガスを冷却するために液体スプレーが各々のチャンツク− １１７，１１９に設けられる。各チャンバー１１７．１１９にはガス出口ボート１４７．１４９が設けられ、各々が冷たい圧縮ガスを各チャン／＜−１１７，１１９から引き出すためのバルブ＋５１．１５３を有する。各チャンノく−は各々のチャンバーに適当なソースからガスを入れるためにガス人口ボート１５５．１５７を具備する。

作動において、蓄圧器は流れのサージを提供して液体ピストン１０９．１１１を駆動するため、加圧化された液体の貯蔵庫として作用する。これらのサージのタイミングはパイプ＋０２．１０３の中にあるメインフローバルブ１２９．１３１によって制御される。メインフローバルブか開かれると、サージ液体かｌくルブを通って流れ、液体ピストンをチャンバーの中へ動かしてガスを圧縮する。同時に、チャンバーと連係するスプレーか活動化されて圧縮中のガスを冷却する。チャンバー内の圧力か所定の値に達した時、圧縮ガス出口ボートが開く。

液体ピストンがその移動の最上部に達した時、メインフローノくルブが閉じ、ドレーンバルブか開く。同時に、ガス出口バルブか閉じ、ガス入口バルブか開いて、低圧ガスがドレーン液に代わるようになる。ドレーン液はメインポンプ１４１によって蓄圧器に戻るように再循環される。

好ましくは、各パイプの液体ピストン１０９．１１１の運転のタイミングは、液体か一方のパイプから蓄圧器に戻される間に、液体か蓄圧器から出てもう一方のパイプへと流れるように調節される。従って、２つのノくイブシステムにおし１て、各パイプの液体ピストンのサイクルは反対の位相でなければならない。一般に、液体表面の上のガスは、流入量か流出量を越える時に圧縮され、反対の時に膨張する。その目的は、圧力水頭及びポンプ１４１によって送られる流れにおける変化を最小にし、常時最高の効率で作動てきるようにすることである。ガスの体積は断熱的に膨張し収縮することか好ましい。蓄圧器は、蓄圧器のガスが圧縮される時の熱損失を最小にするために絶縁される。蓄積されたガスは圧縮されるガスには接続されず、実際のところ２つのガスの組成か同しである必要はない。

好都合なことに、蓄圧器から出る液体の流量は液体ピストンのｔｉ性により制限され、それは蓄圧器内のガス圧の大きすぎる変化を防止する。

メインフローバルブ＋２９．１３＋は液体ビス１ヘンの運動を開始させる。これらの制御バルブ１よ、液体か圧縮チャンノ１−からポンプで吸い出された時に開く。

また、液体ピストンか圧縮チャンバーにおける移動の最大点に達した時に閉しる。

主制御バルブは液体駆動等温圧縮機の重大なアイテムである。パイプの直径は↑ ｔめて大きくてもよく、しかもバルブを素早く、また頻繁に開閉てきることか重要である。バルブはおそらく８バールの圧力を引き止める必要かあろう。更なる要件は、バルブか開いた時に最小の流動抵抗を提供しなければならないことである。

特徴は、液体流の方向か逆転し、瞬間的に速度かゼロになる時にのみ開閉することである。この任務のためには他のｌ＼ルブデザインも可能であるかもしれないか、バルブはパイプの横断面を横切る多数の棒に支持される一組のルーツ＼−から成ることか好ましい。ルーバーは流れに沿って一列に整列させると、流動抵抗を最小にするように輪郭付けられるであろう。

トレーンバルブ１３７．１３９は液体ピストンかその移動の最大限度に達する時に開き、圧縮チャンバーカ寸井水される時に閉じるように配置される。これは、バルブかメインフローバルブ１２９．１３１から１８０°違相て作動することを意味する。液体トレーンバルブはメインフローバルブと同しタイプのものであることか好ましい。

スプレーポンプ１５９．１６１は蓄圧器容器と噴霧のために液体を供給する噴霧器との間に接続される。クーラー１６３と１６５はスプレーポンプ１５９．１６１と液体を冷却する噴霧器との間に接続されることが好ましい。スプレーポンプは、圧縮チャンバー内の圧力か変化している間、一定の流れを確実にするため、容積式であってよい。

ガス駆動等温圧縮機と今まで説明してきた液体駆動等温圧縮機との間の主な違いは以下の通っである。両タイプの圧縮機は同し物理的原則に基づいている、つまり等温圧縮を行うために重い液体及び／又は固体ピストンを使用するか、主エネルギーは異なる手段により提供される。液体ピストン圧縮機を比べてみると、ガス駆動システムはメインバイブラインの中の液体に浸漬される大きなバルブを具備しない。従って、液体ピストンの摩擦散逸はガス駆動システムにおいて最小にされる。液体駆動圧縮機において１サイクル毎に１回のガス量を圧縮するのに比へ、図１に示したガス駆動液体ピストン圧縮機の態様は、液体ビス）・ンの各々のサイクルにおいて２回のガス量を圧縮する。液体駆動圧縮機は通常主エネルギー源として大きなポンプを必要とするが、ガス駆動圧縮機は、通常ガスタービンに取り（ｊけることができるもの等の従来のガス圧縮機を必要とする。

図１．２及び８に関連して、液体ピストンを形成するパイプのアームは実質的に垂直であり、パイプは「Ｕ」の形に作られるようにほぼ水平の中間部分を持つものとして説明してきたか、アームはとのような角度に傾斜していてもよく、また「Ｕｊは広くても、狭くても、浅くても、深くてもよい。図８に示すように幾つかのＵ字型チューブを合わせて、アームの１つか数個のチューブの間で共有されてもよいか、これは図１と２に示したガス駆動圧縮機にも同様に応用できる。

パイプは如何なる横断面形状をしていてもよく、特に、環状、長円形、楕円形、三角形、四角形、方形、六角形、多角形、あるいは不規則な形であってもよい。

パイプはその長さに沿って一定の横断面のものであっても、あるいは横断面か（例えば面積、及び／又は外形において）変化してもよい。このように、圧縮チャンバーの横断面積は、液体ピストンを形成するダクトの部分より大きくても小さくてもよい。好都合なことに、比較的小さな横断面積を有するダクトは値段か高くなく、構築するのに複雑でもない。パイプの長さはＩＯから５００メートルの範囲てあってよく、直径は０２から１０メートルの範囲であってよい。しかしながら、これらの寸法は表示のためだけであって、ある応用に対してはこれらの範囲から外れた値も使用できるであろう。パイプはその長さの内、水平部分か地中を通るトンネルとして形成されてもよいし、あるいは溝の中に置かれても、単に地面から支えられてもよい。しかしながら、エネルギーをピストンの運動エネルギーとして蓄えることができるように、またパイプの表面に接する液体の流れによる摩擦損失を最小に保つために、パイプの大きさを重い液体ピストンを収容できる大きさにすることか好ましい。

２個のパイプと２個の液体ピストンを具備する液体駆動等温圧縮機の代わりに、１個もしくは２個以上のパイプと液体ピストンで作動するように構成することができるであろう。１つのパイプを使用する場合、メインポンプは液体ピストンの全サイクルの半分の期間だけ作動する必要かあるであろう。この状況は、液体ピストンと同相で作動される機械的ピストンを含む往復ポンプによってかなえられるであろう。更に、メインバイブに形成される出口のドレーンバルブの必要性か取り除かれるであろう。

あるいはその代わりに、液体ピストンを有する圧縮機の態様が、メインパイプに配置され、液体ピストンを駆動させる何等かの外部手段によって駆動される機械的固体ピストンを含んてもよい。固体ピストンは好ましくはメインパイプの水平部分の中を前後に振動し、固体ピストンのいずれかの側に液体ピストンかあってもよい。

液体ピストン圧縮機に関して、液体スプレーは、図４．２．８に示した態様の場合と同様にガスに噴射される前に、大きなパイプからスプレーを引き出し、外部クーラーを通して循環させることにより、連続して再循環させてもよいか、液体スプレーは大きな補給部もしくはりザーバーから引き出すことかできるであろう。この場合、液体は残量をほぼ一定に保つために大きなパイプから同時に排水されるであろう。

スプレーとガスの間で移される熱は、蒸気の蒸発を含んでもよいし、含まなくてもよい。これはスプレーの中の小滴の初期温度、小滴により吸収される熱■、及びガスか圧縮される間の時間に大きく依存する。

燃焼室と等温圧縮機を備えたガスタービンプラント等温ガス圧縮機は主として発電の分野において応用されることか期待されている。例えば、圧縮機はガスタービンと連合して使用できる。図９において、一般符号２００で示すガスタービンプラントは、ガスタービン２０１１等温圧縮機２０３、ガスタービン２０１を出る熱い低圧ガスを用いて冷たい圧縮ガスを予熱するための熱交換器２０５、及び予熱された圧縮ガスから熱い高圧ガスを発生させてガスタービン２０１を駆動させるためのメインヒーター２０７を含む。ガスタービン２０１は発電ａ２０９を駆動させるために配置される。メインヒーター２０７は予熱された加圧化ガスの中で燃料を燃やすための燃焼室を含み、それによって熱い高圧ガスか燃焼ガスになる。

等温圧縮機が本発明によるガス圧縮機を含む場合、それは通常ガスタービンにより駆動されるであろう。例えば、ガス駆動圧縮機において、熱い圧縮ガスは従来の圧縮機により提供することができる。上述したように、このタイプの等温圧縮機は所定のエネルギー人力に対して従来の圧縮機より大きな質量の冷たい圧縮ガスを生成する。しかしながら、液体駆動等温圧縮機では、従来の圧縮機と同し質量のガスを生成するか、必要とするエネルギーは少なくなるであろう。従って、圧縮機を駆動する際にガスタービンからのエネルギー消費が少なくなるか、あるいは等温圧縮機を駆動させるためのエネルギーは従来の圧縮機と同じであるが、より大きな質量のガスがガスタービンを駆動する際に使用するために生成される。

ガスタービンからの排気熱は通常は空気である入口ガスを予熱するために使用されるので、熱回収蒸気発生器、及び結合サイクルガスタービンと蒸気プラントにおいて必要とされる連合する蒸気タービンは必要ではなくなるであるも蒸気プラントが必要ではないので、蒸気プラントによって賦課されるガスタービンプラントに対する制約か取り除かれる。従って、ガスタービンからの排気温度は蒸気サイクルに適切な値より上に上昇させることができ、ガスタービンの性能を最大限発揮するために活用される。これは１つ以上の燃焼段階（つまりガスタービンの再加熱）でのガスタービンの使用を含むことができる。更に、より高いタービン入口の温度を達成できるように、等温圧縮機からの一定割合の冷たい圧縮ガスをガスタービンブレードの冷却を増加させるために用いることができる。

湿式、乾式もしくはハイブリット冷却塔等の如何なる形状の冷却システムも、あるいは大気もしくは海、河川または湖等の水体に対する直接冷却をサイクルと共に使用することができる。

冷たい圧縮ガスか空気であり、熱い高圧ガスがガス状の燃焼生成物である場合、一般に（２つのガス流の熱容量の違いによって）冷たい圧縮ガスを予熱するために必要である以上の熱を、燃焼ガスにおいて利用てきるであろう。追加される冷たい圧縮空気流を加熱し、次に（燃料の燃焼なしに）１つかそれ以上の空気タービンを通して膨張させ、多くの電力を発生させる等の他の目的のために、この過剰の熱を使用することかできるであろうし、これを達成するためにおそら（１つかそれ以上の補助的熱交換器を使用てきるてあろう。回路のこの部分を通る流れはメインフローの小部分だけであるので、付加的な空気タービン及び補助的熱交換器はシステムの主成分よりはるかに小さくてよいであろう。あるいはその代わりに、燃焼ガスからの付加熱はプロセス熱、空間加熱、もしくはその他の外的目的のための熱を提供するために使用できる。図１０はこれらの代替案の第一のものを実装するガスタービンプラント３００のブロック線図を示す。

ガスタービンプラント及び補助的空気タービンガスタービンプラント３００は、第１の発電機３０９を駆動させるガスタービン３０１、等温圧縮機３０３、ガスタービン３０１の排気ガスによって圧縮機からの冷たい圧縮空気を加熱するための熱交換器３０５を含む。はとんどの予熱された圧縮空気は燃料と共に燃やすための燃焼室に供給されてガスタービン３０１のために燃焼ガスを提供し、予熱された圧縮空気の小部分か第２の発電機３１５を駆動させる第１の空気タービン３１３の入力に送られる。空気タービン３１３からの排気空気は空気対空気熱交換器３１７を通して、等温圧縮機からの冷たい圧縮空気の一部を予熱し、第２の空気タービン３１９を駆動するために送られる。

ガスタービンプラントの本態様では、等温圧縮機はガスタービン３０１により駆動される回転式圧縮機３１１によって駆動されるガス駆動圧縮機である。

空気タービンプラント及び等温圧縮機燃焼室を含むメインヒーター３０７の代わりに、外部熱源を含んでもよく、それは石炭または油燃焼炉でも、化学的または工業的プロセスから生じる熱でも、原子炉または太陽炉であってよい。図１１はメインヒーター４０７が石炭燃焼炉である空気タービン４０１を含むガスタービンプラントのブロック線図を示す。

その配置は図９に示したものと同しであるが、但し、等温圧縮機からの冷たい圧縮空気が空気タービンからの排気空気により予熱され、熱交換器からの予熱された空気かメインヒーター４０７により加熱されて空気タービンの中で膨張する点か異なる。この配置は燃焼室からの燃焼生成物がタービンを通過することか望ましくない場合に使用される。燃焼生成物かない場合には、非常に類似した回路か熱源（つまり、工業的、化学的、太陽、原子力、地熱）のために使用されるであろう。本質的な違いは、石炭燃焼炉が別の種類の熱交換器によって置き換えられることであろう。

図９に示したガスタービンとしては、外部加熱サイクルかタービンの中での空気の膨張中に再加熱段階を組み込むことができる。動作流体としての燃焼生成物を持たない開放または密閉外部加熱サイクルの特徴は、タービンからの排気ガスの熱容量か入口ガスのものと本質的に同じであることである。このように、もしそれかなければ２つのガス流の熱容量の違いにより発生するであろう過剰熱がなく、従って回路のこの部分には追加のタービンがない。

図１２は一般符号４５０て示すガスタービンプラントの別の態様を示し、それは第１の発電機４５３を駆動するガスタービン４５１と第２の発電機４５７を駆動する空気タービン４５５を具備する。ガスタービン４５１からのＩＪＰ気ガス中の熱は、冷たい圧縮空気の供給物を加熱することにより回収され、それは空気タービン４５５を通して膨張する。空気タービンは発電サイクルの最終的な低温段階で使用されるので、サイクルは空気ボトミングサイクル（ａｉｒ　ｂｏｔｔｏｍｉｎｇ　ｃｙｃｌｅ）と称される。

空気ボトミングサイクルを備えたガスタービンプラント図１２において、第１の回転式圧縮機４５９からの熱い圧縮空気は燃料と共に燃焼するために燃焼室４６１に送られる。燃焼ガスはその後事１の発電８１４５３を駆動させるガスタービン４５１の入力に送られる。第２の従来の回転式圧縮機４６３からの熱い圧縮空気は、上述した種類のもので、図４から図７のし）ずれカ〜に示したガス駆動圧縮機である等温圧縮機４６５に送られる。等温圧縮機４６５からの冷たい圧縮空気は熱交換器４６７に向けられ、そこで圧縮空気はガスタービンからの熱い排気ガスで加熱される。熱交換器４６７からの熱ｐｚ圧縮空気（ま第２の発電機４５７を駆動する空気タービン４５５の入力に送られる。

等温圧縮機を備えた空気ボトミングサイクルは図９、ＩＯにお０て説明しｔこサイクル程効率的でないかもしれないが、このサイクルの重要な利点は、サイクルの中で使用されるガスタービンか現存するガスタービンプラントにおし１て現在実装されているものであってよいことである。従って、本態様は新たなガスタービン開発費を避ける一方、ＣＣＧＴにおいて使用される蒸気プラントの投下資本費用をも避けることかできる。

エネルギー蓄積及び回収方法等温圧縮機は空気等の圧縮ガスの形態でのエネルギー蓄積のために使用できる。

圧縮ガスの形態でエネルギーを蓄積するための計画は既に存在しているが、従来の圧縮機の使用はエネルギーの大部分か浪費され、回収することができなし）ことを意味する。空気か等温圧縮される場合、圧縮プロセスにおいては少しのエネルギーしか消費されず、元のエネルギーの大部分は回収できる。冷たい圧縮空気は過度の漏洩なしに賦課される圧力を許容することができる適当な大きな空洞の中に蓄積できるであろう。例えば、廃止された鉱山や油井をこの目的のために使用できるてあろう。枯渇したオフショア油井は、漏洩を抑制するであろう自然の外部カロ圧を海か提供するという利点を有するであろう。

一般に、等温膨張器として等温圧縮機を運転するために、蓄積容器からの冷たい圧縮ガスが圧縮チャンバーに導入され、それを膨張させてピストンをチャンノく −から動かす。ガスか膨張するにつれて、液体かチャンノく一部に噴霧され、ガス温度を一定に維持するか、またはガス温度を上昇させる。ガスの圧力（及び熱）エネルギーは運動エネルギーに変換され、それは第２のピストンが第２のチャンバーにおいてガス体を圧縮するために利用できるか、あるいは同じピストンか圧縮チャンバーへの帰還ストロークと同時にガスを圧縮するために利用できる。

ガスはその温度がタービンの運転温度にまで、例えば、空気タービン用としては約３００°Ｃまて上昇するように断熱圧縮される。

図１３は蓄積されたエネルギーを等温圧縮機を等温膨張器として逆に作動することにより回収するエネルギー蓄積計画を詳細に示す。図１３ａにおいて、エネルギー蓄積プラントは等温圧縮機５０１を含み、それは図５に示した、モーター５０５により駆動される回転式圧縮機５０３により駆動されるものと同様である。

圧縮機は下部チャンバー５１１の上に垂直に配置される上部チャンバー５０９、及び各々のチャンバーへと／から垂直に上下に自由に移動できる固体ピストンを含む。下部チャンバー５１１は密閉されたガスを含み、ピストンを圧縮チャンバー５０９へと戻すだめの、断熱バウンスチャンバーとして作用する。上部チャンバー５０９は熱い圧縮ガスを回転式圧縮機からチャンバーに入れるためのバルブ５２５によって制御される熱い圧縮空気入口ボート５２１を具備する。バルブ５３３により制御される空気入口ポート５２９が、ピストン５１２の外向きの運動中に上部チャンバー５０９に付加的な質量の低圧空気を入れるために設けられる。

バルブ５１７により制御される圧縮ガス出口ポート５１３が、圧縮ガスをチャンバーから引き出すために設けられる。圧縮ガス出口ポート５１３は冷たい圧縮空気を蓄積するために、水分分離器を介して大きな空洞に、例えば廃止された鉱山等に接続される。上部チャンバー５０９は液体スプレー噴射口５３７を有し、そこを通して液体が噴射ポンプ５４３からチャンバーへと噴霧される。液体は適当なソース、例えば貯水池、河川、湖または貯蔵タンク５４４からスプレー噴射ポンプに供給され、その後水分分離器から貯水ンクまたは貯水池５４４に戻される。

圧縮後圧縮チャンバーから追い出されるスプレーの液体は通常周囲温度より高い温度であり、液体の熱はその後エネルギー回収中に使用されるために蓄えることができる。この場合、貯蔵水から周囲への熱漏れを防ぐため、貯水タンクを熱的に絶縁することか好ましい。

図１３ｂは蓄えられた圧縮空気からエネルギーを回収することが可能な１つの計画を示し、それは一般符号５０１で示される等温膨張器を具備する。

等温膨張器５０１は下部チャンバー５１１の上に垂直に配置される上部チャンバー５０９と、各々のチャンバー間を垂直に自由に振動する固体ピストン５１２を含む。上部チャンバーは、チャンバーの最上部に置かれ、バルブ５２５によって制御され圧縮ガス蓄積容器５４８に接続される冷たい圧縮ガス入口ポート５２１を具備する。更に上部チャンバーは、液体スプレー噴射ポンプ５４３を介して貯水タンク５４４に接続される液体スプレー噴射口５３７を具備する。／＜ルブ５１７により制御されるガス出口ボート５１３か上部チャンバーの壁に、上から少しの距離をあけて形成され、水分分離器５４７に接続される。

下部チャンバー５１１はチャンバーに空気を引き入れるためバルブ５１９により制御されるガス入口ポート５１８と、バルブ５２９により制御され、空気タービン５３１の入力に接続される圧縮ガス出口ボート５２７を具備する。ガス入口ボート５１７とガス出口ボート５２７は下部チャンバーの基部からある距離をおいてチャンバーの壁に置かれる。空気タービン５３１か発電機５３３を駆動するために配置される。

図１３ｂに示したエネルギー回収プラントの典型的な運転サイクルは以下の通りであるか、まず始めにピストン５１２は上部チャンバー５０９においてその最高に高い位置にある。この時点て下部チャンバー５１１には圧縮される新鮮な空気か入っており、人ロハルブ５１９と出口バルブ５２９は閉じられている。

ピストンか瞬間的にそのストロークの最上部で休止すると、圧縮ガス入口バルブ５２５か開き、圧縮空気蓄積容器５４８からガス入口ボート５２１を通って上部チャンバー５０９へと新鮮な冷たい圧縮空気を入れる。圧縮空気はその後膨張してピストンを下方へ押しやる。同時に貯水タンク５４４から暖かい水かスプレーの形状で上部チャンバーに噴射される。液体スプレーは、空気か膨張するにつれて熱を圧縮空気に移して空気の冷却を防止し、膨張かほぼ等温で行われるようにする。

ピストンか下部チャンバーに移動するにつれて、下部チャンバーの空気は断熱圧縮され、空気圧か所望の値に達すると、ガス出口バルブ５２９か開き、熱い圧縮空気か下部チャンバーから流れ出て、空気タービン５３１の中で膨張する。ピストン５１２かガス入口ボート５１８、出口ポート５２７を通過する時、チャンバー内のガス入口及び出口の下に閉し込められた残留空気が断熱圧縮され、ピストンを上部チャンバーにおけるそのストロークの最上部に戻すためにピストンの残留エネルギーの一時的な蓄えとして作用する。

ピストンは下部チャンバーの基部の上で瞬間的に休止し、その後間し込められた熱い圧縮空気か膨張するにつれて上方へ駆動される。ピストンか方向を逆転するにつれて、上部チャンバーのガス出口バルブ５１７か開き、スプレーの液体と共に膨張空気かチャンバーから水分分離基５４７を通して追い出される。スプレーの液体は空気から分離され、貯水タンク５４４に戻され、水分分離器からの空気は大気中に追い出される。ピストンが下部チャンバーの空気人口ボート５１８を通過して上方へ移動すると、空気入ロハルブ５１９か開き、次のサイクル中の圧縮のために新鮮な空気かチャンバーへと引き入れられる。ピストンの上方運動は、ピストンかガス出口ポート５１３を通過する時に、チャンバー内に閉し込められた空気の残留ポケットにより停止される。最後に、ピストンは上部チャンバー内のストロークの最上部に達し、サイクルを完了する。

図１３ａ、ｂは各々単一の貯水容器を示しているが、最適の貯水方法は、等温膨張器を通ってきた冷たい水を入れた１つかそれ以上の絶縁された貯水タンクと、等温圧縮機を通ってきた暖かい水を入れた１つかそれ以上の絶縁された貯水タンクを具備することてあろう。次の蓄積／回収サイクルにおいて、冷たい水は等温圧縮のために使用され、暖かい水は等温膨張に使用されるであろう。

図１３ａ、１３ｂに示し、上記において説明したエネルギー蓄積／回収計画は、エネルギー回収プロセス中に燃料もしくは外部熱源を必要としない。等温圧縮機及び等温膨張器はその機能に応して必要であるように修正した１つの同しユニット（圧縮機もしくは膨張器のいずれかとして）であってもよく、あるいは１つは特にエネルギー蓄積のために等温にガスを圧縮するため、他の１つはエネルギー回収のために等温にガスを膨張させるための２つの別々のユニットを実装してもよい。エネルギー回収用の等温膨張は空気か膨張するときに空気の冷却を防止するため、熱の入力を必要とするか、この熱は周囲温度での給水によって提供することかできるであろう。（例えば、工業的プロセスから、もしくは現存する発電所の冷却システムから）周囲温度以上の熱源か利用できれば、元々蓄えられていた以上の電気エネルギーを戻すことか可能であろう。

エネルギー蓄積への別のアプローチは前述の図９．１１に示したものと類似するサイクルを使用するが、冷たい圧縮空気を蓄える施設も備えたものである。電力需要か低い時は、過剰電力を空洞を加圧するために使用できる。需要が高い時は、空洞から冷たい空気を引き出し、最大電力を消費者に届けることかできる。

図９において説明した等温圧縮機及びガスタービンプラントを実装したエネルギー蓄積回収計画の１つの可能な方法を図１４に示す。図１４に示したガスタービンプラントの構成部材は図９のものと全く同じてあり、同じ構成部材は同じ番号で示す。図１４では２つのエネルギー蓄積計画選択案が示され、１つは氷として熱エネルギーを蓄積することを含み、他の１つは上述したように冷たい圧縮空気の形態でのエネルギー蓄積を含む。後者の計画では、等温圧縮機の出力は圧縮空気か蓄えられる大きな空洞に接続される。低い電力需要期には、ガスタービンプラントを駆動するのに必要である以上の等温空気か製造され、この空気か蓄えられる。高い電力需要期には、プラントか製造する等温空気量が減少し、空気は貯蔵空洞から取り出される。従来の圧縮空気蓄積システムに対して、等温圧縮機エネルギー蓄積システムの魅力は、空気か蓄積された時と同じ温度で圧縮されるので、そうでない場合には浪費されるであろう過剰熱を製造するのにエネルギーを消費しないことである。

図１４に示した第２のエネルギー蓄積計画は、氷／水を貯蔵するための貯水タンクに接続される冷凍システム２１３を含む。貯水タンク２＋５からの水は、圧縮中にスプレーの中で使用するため、等温圧縮機２０３に供給される。氷／水熱貯蔵システムは、昼間と夜間の温度差か大きい場合に魅力的な選択である。典型的に、周囲温度か低いか電力需要も低い夜間は、プラントは全能力で運転することかでき、過剰電力は冷凍システム２１３を駆動するために使用されて水を凍らせ、それを氷として貯蔵する。外部スプレー水冷却システム２１７はこの期間に最大利用されるであろう。電力需要か高い昼間は、スプレー水冷却システム２１７は溶ける氷によって提供される冷却で置き換えられるか、補われる。

空気を含むガスの大規模な圧縮を伴う様々な工業的プロセスがある。例えは、冷凍及び液化かある。これはガスを分離し浄化する方法としてしばしば使用される。圧縮プロセスはエネルギー集約的である。等温圧縮機は電力消費を減らし、広範囲のガスを冷凍及び／又は液化するために使用できるであろう。

図１５は発電所における構成部材として実装される熱動力ガス圧縮機の態様を示す。図１５において、一般符号７００て示す圧縮機は、熱い圧縮ガスによって駆動されるガス圧縮機７０１と、燃料の燃焼により駆動される燃焼圧縮機７０３とを含む。ガス駆動等温圧縮機７０１は、図５に関連して説明した等温圧縮機に非常に類似しており、同じ番号に７００を足したものが同様の部分を示す。

燃焼圧縮機７０３は下部区画７２８の上に配置された上部区画７２６を含み、各々の区画は円筒形で左右対称である。上部区画７２６の直径は下部区画の直径よりも小さく、両区面とも実質的に同軸状に配列されている。燃焼室７３０は上部区画の中に形成され、バルブ７３８により制御される熱い圧縮ガス入口ボート７３６、燃料入口ボート７４４、及びバルブ７４２により制御される排気ガス出口ボート７４０を具備する。熱い圧縮ガス入口ボート７３６はガス対空気熱交換器７０を介してガス駆動等温圧縮機の圧縮ガス出口ボートに接続され、それは等温圧縮機７０１からの冷たい圧縮ガスまたは空気を燃焼室７２６からの排気ガスと共に予熱する。

更に、燃焼室７０３は下部区画７２８の上部に形成される断熱圧縮チャンバー７３２を含み、圧縮チャンバー７３２はバルブ７４８を介して制御されるガス入口ボート７４６、及びバルブ７５２により制御される圧縮ガス出口ボート７５０を存し、ガス出口ボート７５０は発電機７８２を駆動する空気タービン７７６に接続される。断熱圧縮／膨張もしくはバウンスチャンバー７３４が下部区画７２８の下部に形成される。燃焼圧縮機は重い固体ピストン７５９を含み、それは上部区画７２６の直径の大きさである上部部分７６０と、下部区画７２８の直径の大きさである下部部分７６２とから構成される。

断熱バウンスチャンバー７３４には密閉された空気または他のガスが入っており、ピストンの下向きの運動エネルギーを上向きの運動エネルギーに変換し、それによってピストンの帰還ストロークを駆動させる手段を提供する。

冷却ジャケット７５８は燃焼室の壁のまわりと、更にガスの入口バルブと出口バルブか置かれる燃焼室の頭上に形成され、冷却流体の循環を提供して燃焼室の壁を冷却する。等温圧縮機７０１からの冷たい圧縮空気の一部か都合良く冷却流体を提供し、水分が水分分離器７４９により圧縮ガスから取り除かれた後、冷却ノヤケノト７５８に向けられる。冷却ジャケット７５８は出口ポート７６４を有し、それは断熱圧縮チャンバー７３２の圧縮ガス出口ポート７５０を空気タービン７７６に接続する供給線に接続される。このように、冷却ジャケットに向けられる冷たい圧縮ガスは燃焼室の壁から熱を回収し、このエネルギーは空気タービン７７６において冷却ジャケットを出る熱い圧縮ガスを膨張させることにより機械力に有効に変換される。

等温ガス圧縮８１７０１は断熱圧縮チャンバー７３２において燃焼圧縮機７０３によって作られる熱い圧縮ガスの一部によって駆動される。ガス圧縮機７０１の機能は大量の冷たい圧縮空気もしくは池のオキシダントを、例えば４０°Ｃの温度で提供することである。圧縮機７０１はそれを駆動するために必要である以上のかなり大量の質量の圧縮空気を製造する。等温圧縮ｆｉ７０１からの冷たい圧縮空気はｂｉｔ熱され、燃焼圧縮機７０３を駆動するために使用される。燃焼圧縮機７０３の機能は大量の熱い圧縮空気を製造することであり、それは引き続いて電力を発生させる目的のためにタービンを駆動するのに使用できる。上述したように、燃焼圧縮機により製造される熱い圧縮空気の一部は等温圧縮機７０１を駆動するために使用される。

等温圧縮１１１７０１の冷たい圧縮空気出口ボート７１３は、水分分離器７４９とガス対空気熱交換器７７０を介して燃焼圧縮機７０３の熱い圧縮空気入口ボート７３６に接続される。燃焼圧縮機の１ノ［気ガス出ロポート７４０はガス対空気熱交換器７７０に接続され、燃焼室を出る熱い排気ガスは等温圧縮機７０１からの冷たい圧縮空気に移される。燃焼圧縮機の熱い圧縮空気出口ボート７５０は等温圧縮機７０１の熱い圧縮空気入口ボー１−７２１に接続される。

図１５に示した圧縮機の典型的な運転サイクルを説明するか、最初はピストン７１２は等温圧縮機７０１の等温圧縮チャンバー７０９におけるそのストロークの最上部にある。等温圧縮チャンバーの全てのガス入口バルブ及び出口バルブは閉じられている。

ピストン７１２か瞬間的に休止すると、熱い圧縮ガス入口バルブ７２５が開き、燃焼圧縮機７０３からの熱い圧縮空気を熱い圧縮ガス入口ボート７２１を介してチャンバー７０９に入れる。これはピストン７１２を最高位置から下向きに駆動させてチャンバーフ０９から出るようにする。ピストンが所定の位置に達すると、圧縮ガス入口バルブ７２５が閉し、空気は断熱膨張し、ピストンを下向きに駆動し続ける。チャンバー７０９内の空気圧が所定の値にまで降下すると、ガス入口バルブ７３３か開き、ピストンのチャンバー７０９がら出る連続運動と同時に、付加的な比較的低圧の空気（つまり大気）がチャンバー７０９に引き入れられる。

この段階で、ピストン？＋２はその大きな慣性の故に下向きの運動を続ける。

ピストンか下方に移動するにつれて、それは下の断熱バウンスチャンバー７ＩＩにおいてガスを圧縮し、この圧縮は断熱的に行われる。最終的にピストンの全ての運動エネルギーがバウンスチャンバー７１１におけるガスエネルギーに変換され、ピストン７１２は瞬間的に休止する。この時点で、等温圧縮チャンバーのガス入口バルブ７３３が閉じる。

次に、バウンスチャンバー７１１においてガスが膨張し始めると、ピストンか運動し、ビ２１−ンを上方へ動かす。ピストン７１２は等温圧縮チャンバーへと戻され、その中に入っている空気を圧縮するが、その空気は燃焼圧縮機７０３からボー１−７２１を通って予め導入されている一定質量の冷たい膨張空気と、ボート７２９を通って導入された付加的な質量の比較的低圧の空気を含んでいる。初期圧縮は断熱的であるか、空気が利用できるスプレーの液体の温度に達すると、液体かスプレー噴射ロア３７を通して圧縮チャンバー７０９に噴射される。液体スプレーを形成する小滴の直径は、典型的には約０．４ｍｍであり、それは大きな熱移動領域を提供し、空気の温度が約４０’Ｃ以下に維持される。スプレーかなければ、温度は３００°Ｃ以上に達するであろう。

圧縮チャンバーフ０９内の空気圧が必要な値に達すると、圧縮ガス出口バルブ７１７か開き、冷たい圧縮空気がスプレーの液体と共にガス出口ボート７１３を通してチャンバーがら引き出される。冷たい圧縮空気とスプレーの液体の混合物は水分分離器７４９に送られ、そこでスプレーの液体か分離され、帰還線を介して冷却システム７４５に戻され、そこで冷却されてスプレーにおいて再使用される。

ピストン７１２がそのストロークの最上部に達する前に、圧縮ガス出口バルブ７１７か閉じ、残留するピストンの運動エネルギーを、チャンバー７０９の最上部で残留ガスを圧縮することにより部分的に吸収することができる。ピストン７１２が瞬間的にチャンバー７０９において休止すると、熱い圧縮ガス入口バルブ７２５か開き、新鮮な熱い圧縮空気が燃焼圧縮機７０３から、熱い圧縮ガス入口ボート７２１を通りチャンバー７０９へと入れられる。その後ピストンは圧縮空気を膨張させることにより下方に駆動され、サイクルが繰り返される。

等温圧縮機７０１の圧縮チャンバー７０９からの冷たい圧縮ガスは、水分分離器７４９を通過した後、ガス対空気熱交換器７７０に送られ、そこで燃焼圧縮機からの排気ガスの熱で、例えば約４０”Ｃから約８５０″Ｃがそれ以上の温度に加熱される。この温度は熱交換器７７０に対する材料の制約、及び熱交換器がら燃焼圧縮機までの配管によって決定される。

燃焼圧縮機７０３に関する説明をすると、ピストン７５９が燃焼室７３０におけるそのストロークの最上部に瞬間的に休止すると、熱い圧縮ガス入口バルブ７３８か開き、熱交換器７７０からの所定の質量の予熱された空気が熱い圧縮ガス入口ボート７３６を通ってチャンバー７３０へと導入される。次に空気入口バルブ７３８か閉し、所定の質量の燃料が燃料噴射ロア４４を通りチャンバー７３０へと噴射される。燃料が発火し、燃焼が起こり、ピストン７５９を燃焼室７３０から下方に駆動させ、それによってピストンに運動エネルギーを付与する。燃料はガス圧か燃料噴射中およそ一定のままであるような方法で加えられる。必要量の燃料か噴射されると、燃料噴射が停止し、燃焼ガスが約２０〜３０バールから大気圧近くまてほぼ断熱的に膨張する。

一定の圧力燃焼段階中に、冷たい圧縮空気が燃焼室７３０の回りの冷却ジャケット７５８に噴射され、燃焼室の壁を冷却する。

ピストン７５９がその最高位置から下方へ移動するにつれて、大気がガス人口ボート７４６を通って断熱圧縮チャンバー７３２へと引き込まれる。同時に、ピストンか断熱バウンスチャンバー７３４へと移動し、密閉されたガスを圧縮し始める。圧縮ガス入口バルブ７３８が閉じられ、燃焼室への燃料噴射が停止された後、燃焼ガスが断熱膨張し、ピストン７１２に運動エネルギーを付与し続ける。

このエネルギーは断熱バウンスチャンバー７３４においてガスにより吸収され、最終的にピストンか瞬間的に休止し、その時点で断熱圧縮チャンバー７３２のガス入口バルブ７４８が閉じる。断熱バウンスチャンバー７３４のガスは次に断熱膨張を始め、ピストンを断熱圧縮チャンバー７３２と燃焼チャンバー７３０へと上方に駆動する。ピストンが燃焼チャンバー７３０へと移動するにつれて、熱い燃焼ガスが燃焼室から排気ガス出口ボート７４０を通って追い出される。ピストンか圧縮チャンバー７３２へと上方に移動するにつれて、それはチャンバーに予め引き入れられている空気を断熱的に圧縮し、圧縮熱がこのプロセス中に空気の温度を、例えば３００″Ｃ以上にまで上昇させる。断熱圧縮チャンバー７３２内の空気が必要な圧力、例えば２０〜３０バールの間である空気タービンの運転空気入口圧まで達すると、熱い圧縮ガス出口バルブ７５２が開き、熱い圧縮ガスがガス出口ボート７５０を介して圧縮チャンバー７３２を出る。ピストン７５９はそのストロークの最上部まで運動を持続し、そこで熱い圧縮ガス出口バルブ７５２か閉じる。

はとんどの熱い圧縮空気はメイン空気タービン７７６を駆動するために使用されるか、圧縮空気の一部は等温圧縮機７０１を駆動するために使用される。

燃焼圧縮機を駆動するのに必要な等温圧縮された空気を加熱するために必要である以上の熱か燃焼圧縮機７０３からの排気ガスにおいて利用できるので、過剰熱は等温圧縮機から追加される空気を加熱するために使用され、この約８５０″Ｃ以上の温度である予熱された圧縮空気は空気タービン７７６に直接送られ、そこで膨張して付加的電力を製造する。

熱い排気ガスからのエネルギー回収を最大にするため、熱動力圧縮機はガス対空気熱交換器７７０を出る圧縮空気の温度と圧力か、断熱圧縮チャンバー７３２からの圧縮空気の温度及び圧力と調和するか、はぼ調和するように設計されるべきである。これは高い圧縮率（例えば２５から４０の間）を持つ圧縮機を設計することにより可能である。最適の圧縮率は、排気ガスが燃焼室を出る時の排気ガスの絶対温度に対する絶対燃焼温度の比によって決定される。この場合、ガス対空気熱交換器からの過剰空気を空気タービンの流入量に単に加えることにより、全ての過剰熱を１回の膨張で引き出すことか便利である。この方法で過剰熱を回収することにより、別個の小さな空気タービンと連合する発電機の必要性か都合良（避けられ、これはプラントの投下資本費用を低減するであろう。燃焼に必要な冷たい圧縮ガスを予熱するために必要ではない排気ガスの熱は、通常排気ガスにおいて利用できる総熱量のごくわずかな（１２％のオーダーの）部分であろう。

しかしなから、発電所の効率を最大にするためには、どの特定のプロセスからの過剰熱も全て回収することか重要である。燃焼室からの過剰排気熱は種々の方法で回収することかでき、適切な方法は特定の圧縮機のデザインパラメーター（ガス圧縮率、燃焼室への空気入口温度、燃焼温度等）に依存することか認識されるてあろう。例えば、ある応用では、１つ以上の補助空気またはガスタービン、及び連合する熱交換器と発電機を組み込むことか適切であろう。

圧縮機７００を休止位置から駆動させるために、ピストンの移動を開始させるための初期エネルギーを提供する外部手段か必要であり、これは比較的小さな軸流圧縮機を設けて熱い圧縮空気を作り出し、等温圧縮機を始動させることにより行うことかできる。一旦等温圧縮機が冷たい圧縮空気を製造し始めると、これは燃焼圧縮機を始動させるのに使用できる。

等温圧縮機の運転は燃焼圧縮機に依存し、その逆もまた同じであるが、等温圧縮機の運転サイクルと炉焼圧縮機の運転サイクルとの間の相対位相は完全に任意である。更に、等温圧縮機の運転頻度は燃焼圧縮機のそれとは異なってよい。一般的に、等温圧縮機からの冷たい圧縮空気の出力と、燃焼圧縮機への予熱された圧縮空気の噴射との間には有限の時間間隔があるであろう。同様に、燃焼圧縮機からの熱い圧縮空気の出力と、等温圧縮機への熱い圧縮空気の噴射との間には有限の時間間隔があるであろう。このように、システムは構成部材の特徴、例えば、圧縮機間の圧縮ガスの通路に使用される配管の長さ等によって変えられる有限の時定数を持ってあろう。等温圧縮機の構成は、図１から４、もしくは６に関連して説明したものに、あるいは当業者に自明である修正を加えたものに変更できるであろう。

更に、燃焼圧縮機は本明細書で説明した等温圧縮機の構成に類似した構成を持っていても、当業者に自明である修正を加えた構成であってもよい。例えば、燃焼圧縮機は図２に関連して上述したものに類似するＵ字型ダクトに配置される複合固体／液体ピストンを含んだものてもよく、燃焼圧縮機の作動は熱い圧縮空気をサイクル毎に２度生成するように左右対称であってよい。

熱動力圧縮機の別の態様では、断熱及び等温圧縮プロセスが単一の重いピストンを介して燃料の燃焼により直接駆動されてもよい。

ピストンの一方のチャンバーは燃焼チャンバーとして機能することがてき、そこて燃料及び空気または他のオキシダントの混合物か点火されて、高温燃焼ガスを発生させ、ピストンに運動エネルギーを付与する。ピストンのもう一方の側のチャンバーには圧縮されるガスが入っており、それは引き続いてタービンを駆動するために使用できる。燃焼ガスは一般に回転式圧縮機からのガスより高い温度であるので、ガスが完全に膨張でき、より多量のガスを圧縮チャンバーにおいて圧縮することができれば、より大きなエネルギーがピストンに付与される。燃料の燃焼のために使用される空気または他のオキシダントはそれ自体、圧縮チャンバーの一部において圧縮できる。圧縮仕事を最小にするために、空気／オキシダントは圧縮中に液体スプレーを用いて冷却することができる。好都合なことに、熱交換器は少なくとも一部の冷たい圧縮ガスを燃焼チャンバーがらの熱い排気ガスで予熱するように配置することができ、この予熱されたガスの一部を適当な燃料で燃焼させるために燃焼室に入れることができる。

圧縮チャンバー内のガスの一部は断熱圧縮され、ガスタービンに直接送ることができる。例えば、圧縮ガスは空気タービンを駆動する空気であってもよく、それは比較的低い温度で作動し、その排気ガスは大気の周囲温度に非常に近い。このように、非常に高い温度で燃焼ガスにより駆動されるガス圧縮機の組合せは、熱エネルギーを多量の圧縮空気の圧縮エネルギーに変換できるようにし、比較的低い温度で熱を排除する圧縮空気によって駆動される空気タービンは、熱エンジンとみなすことができ、その作動は以下の式により与えられる効率ηを持つ理想的なカルノーサイクルの作動に近付く。

η＝　Ｉ　ｔ　＋　／　ｔ　を式中、ｔｌは熱が排除される（ｒｅｊｅｃｔｄ）温度であり、ｔ２は熱か吸収される温度である。

ピストンは上下に移動するか、あるいはその代わりに水平面を前後に移動するように配置できる。固体ピストンが隣接する上部圧縮チャンバーと下部圧縮チャンバーとの間を垂直に上下に振動するように配置される態様を、発電所の１構成部材として図１６に示す。

図１６において、一般符号５００で示す熱発電圧縮機は、等温圧縮チャンバー５０３と隣接する断熱圧縮チャンバー５０５を含み、両者共燃焼室５０７の上に配置されている。圧縮チャンバー５０３．５０５は各々のチャンバーの最上部から下方に伸びる垂直のバッフル５０９により分離されている。固体材料から成るピストン５１１はその中に形成されるスロット５１０を有し、そのスロットはピストン５１１の上部５１２から下方に伸び、ピストンが上下に、等温圧縮チャンバー５０３及び断熱圧縮チャンバー５０５へと／から自由に移動するように、垂直のバッフル５０９を収容する。

燃焼室５０７は、熱い圧縮空気のチャンバーへの噴射用の熱い圧縮空気入ロパルブ５１５により制御される熱い圧縮空気入口ボート５１３と、熱い排気ガスをチャンバー５０７から追い出すために排気ガス出口バルブ５２１により制御される排気ガス出口ボート５１９を有する。燃焼室は冷却ジャケット５２３によって囲まれ、そこを通って冷却空気が循環されて燃焼室の壁５２５を冷却する。等温・断熱圧縮チャンバー５０３．５０５の各々は、空気を各チャンバーに引き入れるためバルブ５３Ｌ５３３により制御される空気入口ボート５２７．５２９、及び圧縮空気を各チャンバーから引き出すため圧縮空気出口バルブ５３９．５４１により制御される圧縮空気出口ポート５３５．５３７を存する。等温圧縮チャンバーは更に冷たい液体スプレーの噴射用に液体スプレー噴射口５４３を具備する。

スプレーは冷却システム５４７からスプレーの液体を引き出すポンプ５４５によって噴射される。

等温圧縮チャンバー５０３の圧縮空気出口ポート５３５は水分分離器５４９に接続され、そこで圧縮空気ボートに移乗されたスプレーの液体か分離される。断熱圧縮チャンバー５０５の圧縮空気出口ポート５３７はメイン空気タービン５５１の入力に接続され、タービンは第２の空気タービン５５３と共に発電機５５５を駆動する。

水分分離器５４９からの冷たい圧縮空気は３方向に向けられる。空気の一部はガス対空気熱交換器５５７に送られ、そこで燃焼室５０７からの排気ガスからの熱で加熱される。水分分離器５４９からの冷たい圧縮空気の一部は燃焼室５０７の冷却ジャケット５２３に送られ、燃焼室の壁５２５の冷却を行う。水分分離器５４９からの冷たい圧縮空気の別の一部は空気対空気熱交換器５５９に送られ、そこで第２の空気タービン５５３からの排気空気で予熱され、断熱圧縮チャンバー５０５からの熱い圧縮空気のメインフローに沿ってメイン空気タービンの入力に送られる。

圧縮機５００の典型的な運転サイクルを説明するが、まず最初ピストン５１１は燃焼室５０７の基部５０８の真上に瞬間的に休止しており、燃焼室の中の圧縮空気のポケットにより支えられている。断熱・等温圧縮機５０３．５０５の各々には、サイクルの前の部分で各々のガス入口ボート５２９．５２７を通して引き入れられた空気が入っており、各々のガス入口バルブ５３３．５３５とガス出口バルブ５３９．５４１は今は閉じられている。

ピストンが燃焼室５０７において休止した後、ピストンは閉じ込められた空気が断熱膨張し始めるにつれてその運動を留保しておくことができる。同時に、熱い圧縮ガス入口バルブ５１５が開き、熱い圧縮空気の充填分が圧縮ガス入口ボート５１３を通してチャンバーに導入される。燃料が燃料噴射口５１７を通してチャンバーへと噴射され、熱い入口空気と混合し発火して、２０００’Ｃを越える温度で燃焼ガスを生じさせる。その後、燃焼ガスは一定の圧力で膨張し、ピストンを燃焼室から上方へと駆動させる。

燃料か天然ガスである場合は、空気温度か約５５０°Ｃ以上であれば自動的に発火するであろう。外部点火は、例えば始動時において、空気かより低い温度に加熱されている場合に必要であろう。燃料の中には、空気温度か非常に高い時にもサイクル毎に点火を必要とするものかある。燃料噴射率は、燃焼室５０７内の圧力かほぼ一定のままであるように制御される。こうすることの利点は、容器内において達成されるピーク圧力か適度であることである。これにより、非常に７い圧力容器の壁の必要性を避けることかでき、運転中の騒音や振動が制限される。

不利な改は効率か少々低下することである。

燃焼室内の圧力は燃焼段階中にほぼ一定に保たれる。同時に、ピストン５１１か等温・断熱圧縮チャンバー５０３．５０５に入れられた空気を圧縮し始める。

等温圧縮チャンバーにおける空気の圧縮中に、液体スプレーかチャンバー内に噴射され、ガスを冷却し、燃焼熱を吸収する。液体スプレーのチャンバー内への噴射は、燃焼室の空気温度かスプレーの液体温度に達した時に開始される。スプレーの液体は一定の率て噴射することかできる。ピストン５１１の上向きの移動中のある改において、燃焼室の圧縮空気入口バルブ５１５か閉じ、燃料噴射か停止される。これは所定量の燃料か噴射された時である。その後、燃焼ガスかおそらく大気圧になるまで断熱的に膨張する。燃焼ガスの膨張はピストン５１１に作用し、ピストンは結果的に運動エネルギーと位置エネルギーを得て、各々の圧縮チャンバー５０３．５０５におけるス）・ローフの最上部に達するまでその運動を続ける。

断熱圧縮チャンバー５０５内の圧縮空気の圧力か必要な値に達すると、圧縮ガス出口バルブ５４１か開き、熱い圧縮ガスか圧縮ガス出口ボート５３７を通してチャンバーから流れ出る。熱い圧縮ガスはその後メイン空気タービン５５１の入力に向けられ、そこて膨張し、発ｔ８！５５５を駆動させるための機械力を生じる。

メイン空気タービンの入口温度と圧縮機からの断熱圧縮された空気の出口温度は調和することか好ましい。メイン空気タービンからの排気ガス温度は大気の周囲温度に近い。

等！ＩＪ縮チャンバー５０３内の空気圧か必要な値に達すると、圧縮ガス出口バルブ５３９か開き、冷たい圧縮空気かスプレーの液体と共に圧縮ガス出口ボート５３５を通ってチャンバーから引き出され、水分分離器５４９に送られ、そこでスプレーの液体は圧縮空気から分離される。水分分離器からのスプレーの液体は冷却システム５４７を通って循環され、スプレーにおいて再使用される。

冷たい圧縮空気の一部は水分分離器５４９からガス対空気熱交換器５５７に送られ、そこでサイクルの前の部分て燃焼チャンバーから追い出された排気ガスの熱で予熱される。ガス対空気熱交換器５５７を出る予熱された圧縮空気の一部は燃焼室５０７に向けられ、一部は第２の空気タービン５５３の入力に向けられ、そこで膨張して発電機５５５を駆動するための機械力を生じる。

水分分離器５４９からの冷たい圧縮空気の一部は空気対空気熱交換器５５９を通り、そこて第２の空気タービン５５３からの排気ガスで加熱され、この予熱された圧縮空気はメイン空気タービン５５１に向けられ、断熱圧縮チャンバー５０５からの熱い圧縮空気のメインフローを補充する。

水分分離器５４９からの冷たい圧縮空気は更に燃焼室を取り囲む冷却ジャケット５２３に向けられ、燃焼室の壁を冷却する。この冷却空気の一部は更に燃焼室のピストンヘット５１４を冷却するためにも使用される。これは燃焼室の壁に複数の穴を形成することによって達成することかでき、その穴を通して空気が冷却ジャケット５２３から流れ出ることかできる。穴もしくはスロットはチャンバーの壁の穴と位置的に一致するピストンの側に形成される。ピストンの内部は空気かスロットもしくは穴からピストンヘットへと流れ出てその冷却を行うことができるように設計される。あるいはその代わりに、ピストン内部に通路を形成し、そこを通って直接の、しかし制限された空気の流れか圧縮チャンバーの１つもしくは両方からピストンヘッド５１４へと流れることができるようにしてもよい。

冷却空気は最後に冷却ジャケットから燃焼室へと燃焼室の壁の穴を通って移動する。更に、空気は燃焼室５０７の基部５０８に形成された空気通路を通って循環し、基部、バルブ及びバルブソートを冷却する。あるいはその代わりに、冷却空気は燃焼室には入らないか、メイン空気タービンに流れる空気に加えられるように装置を設計することかできる。これは冷却空気に加えられる熱のより効率的な回収を可能にする。

ピストン５１１かそのストロークの最上部に達した時、各々の圧縮チャンバー５０３．５０５において圧縮ガス出口バルブ５３９．５４１が閉じ、圧縮ガスの一部か各チャンバーに残る。ピストン５１１は重力の影響下、閉じ込められた圧縮空気の膨張によって方向を逆転し、圧縮チャンバーから出て燃焼室５０７へと移動し始める。圧縮チャンバー内の圧力が入口の空気圧に達すると、各々のガス入口バルブ５２７．５３３が開き、空気が各々のガス入口ボート５３５．５３７を通ってチャンバーへと引き込まれる。

燃焼室の燃焼ガスの圧力が、ガス対空気熱交換器５５７を通り、最後に大気中へとガスを押し出すために充分な値に達すると、排気バルブ５２１が開き、排気ガスか燃焼室から排気ガス出口ボート５１９を通って追い出される。低圧の冷却空気を燃焼室ジャケットのまわりを循環させ、サイクルのこの期間中に燃焼チャンバーへと導入されるようにしてもよい。燃焼チャンバーに入れられる空気は残留する排気ガスと置き代わり、排気ガスを押し流す働きをするであろう。低圧の冷却空気は大気から直接空気を引き入れるファンによって提供されてもよい。

ピストン５１１か燃焼室５０８の基部に達する前に、また全ての冷却空気か燃焼室５０７から追い出される前に、排気バルブ５２１が閉じ、残された空気と排気ガスか断熱圧縮され、ピストンを減速させ、最終的にピストン５１１を燃焼室の基部の真上に休止させる。排気バルブ５２１を閉じるタイミングは、ピストンの逆転時の燃焼室の圧力が、燃焼段階の開始時に熱交換器によって送られる熱い圧縮空気の圧力とほぼ等しくなる時である。

ピストンか燃焼室において休止すると、燃焼室５０３．５０５のガス入口バルブ５２７．５２９が閉じる。燃焼室の熱い圧縮ガス入口バルブ５１５か開き、所定量の熱い圧縮空気がガス対空気熱交換器５５７から燃焼室に導入される。燃料か燃料噴射口５１７を通してチャンバーへと噴射され、燃料が発火して、その結果生じる燃料／熱い圧縮空気混合物の燃焼がピストン５１１を上方へ駆動させ、次のサイクルを開始する。

図１６において、付加的な空気タービン５５３及び空気対空気熱交換器５５９は、燃焼室５０７を出る熱いガスからの熱の回収を最大にするために設けられる。

一般に、排気ガスには入ってくる圧縮された燃焼空気を加熱するために必要である以上の熱がある。過剰の熱は、第２の小さな空気タービン５５３に向けられる圧縮空気を加熱するために使用され、その空気タービン５５３はメイン空気タービン５５１より高い入口温度で作動する。第２の空気タービン５５３からの出口空気は付加的な熱回収のために充分である程度にまだ熱い。この熱は小さな熱交換器５５９において冷たい圧縮空気の流れに移される。システムは結果的に生じる熱い圧縮空気がメイン空気タービンにおける膨張のために適当な温度及び圧力であるように設計することができ、この場合、この流れを断熱的に圧縮される空気のメインフローに加えることができる。

多くの範囲の水分分離器のデザインか利用可能であり、そのほとんどは長年に亙って電力業界及び他の業界で使用されてきたものである。一般的な例としては、サイクロン分離器、軸渦流羽根分離器、及び波形プレート分離器が上げられる。

しかしながら、どの分離器か使用されるにせよ、これは圧縮機の効率に影響を与えるので、分離器による圧力損失が最小になることが重要である。

熱交換器は排気ガスの高い温度の故にシステムの重大な構成部材である。実際、排気温度はシステム全体のデザインを決定する重大なパラメーターの１つであろう。熱交換器の壁の内外で少なくともｌＯバールの圧力差があるであろう。これは、かかる圧力差では密閉が困難であることから、回転式再生熱交換器は適切な選択ではないことを意味する。バルブ熱交換器を使用することができるが、容積容量が関与する結果として、高圧から低圧への流れの実質的な交差漏洩が起こるであろう。従って、最善の選択はおそらく向流復熱式熱交換器であろう。経費を最小に保つため、交換器の高温及び低温部品用に異なる材料を使用することも可能であろう。

熱交換器表面の定期的な洗浄用設備が必要であろう。これはおそらくシステムのオフロード時に為されるであろうが、オンロード中の洗浄システムも考慮されるであろう。

図１６において、排気ガスと圧縮ガスの生成は同時に発生しないが、液体ピストンの完全なｌサイクルの半分の期間に等しい時間間隔によって分離されるので、ガス対空気熱交換器５５７は熱い排気ガスから熱を蓄えるか、あるいは圧縮ガスを蓄えるかのいずれかの容量を持っていなければならない。

更に、その電力が空気タービンを通して多量の膨張されるガスを断熱圧縮することにより引き出される、図１６に示した熱動力圧縮機は、通常数秒間である不連続の時間間隔においてのみ圧縮空気を提供する。しかしながら、動力タービンはおよそ連続する圧縮空気の流れを必要とする。システムの異なる部分における空気流のタイミング間のこの不適当な組合せは、一時的に空気を蓄える（図示しない）アキュムレーター容器を使用することにより克服できる。しかしながら、大きな設備においては、好都合な方法で共に多岐管接続される（おそらく約８から１２の）幾つかの圧縮機ユニットを設けることにより、アキュムレーター容器の必要性を避けることができる。同様の多岐管接続オプションがガス対空気熱交換器に関連して存在するであろうか、この場合は主ガス対空気熱交換器に結合される少数の（おそらく４個の）圧縮機を持つことか好都合であろう。

アキュムレーター容器に対する代替案としての多岐管接続の使用は、圧縮機ユニットの整相を制御する必要性を意味する。これは空気バルブ及び燃焼ガスバルブのマイクロプロセッサ−制御により達成できる。

図１６に示した熱動力圧縮機の態様はピストンの片側に燃焼室を、ピストンの他方の側に断熱及び等温圧縮チャンバーの両方を具備する。燃焼ガスの燃焼及びそれに続く膨張がピストンに運動エネルギーを付与し、ピストンは圧縮チャンバーへと移動して、その中に入っているガスを圧縮する。ガスか圧縮され、各々の圧縮チャンバーから引き出された後、ピストンか運動し、燃焼室へと戻る。ピストンの復帰運動は重力及び圧縮チャンバーに残る圧縮ガスの膨張により駆動される。ピストンの前進及び復帰ストロークは別々のメカニズムによって駆動され、ガスは１方向のみのピストンの運動と同時に圧縮される。従って、この態様は非対称装置である。

ピストンの下向きの復帰ストロークは妥当な速度で発生し、これは復帰ストロークの全期間に亙って、ピストンの全質量か重力により印加される復帰ツノの方向に移動するように配置することにより達成されることか重要である。このように、重力による最大の復帰力か復帰運動中のピストンに印加され、それは約ＩＧの最大の下向き加速を意味する。下向き加速は断熱及び等温圧縮チャンバーの少なくとも１つのチャンバーにおいて、残留空気もしくは他のガスを膨張させることにより更に加速される。

熱動力圧縮機の重要な特徴は、ピストンか燃焼ガス膨張エネルギーをピストンの運動もしくは位置エネルギーとして一時的に蓄えるために充分な質量を有することである。固体ピストンはよりコンパクトな組立において液体ピストンと同様の質量を得ることができる。更に、１つかそれ以上のベンドのある液体ピストンてはなく固体ピストンを使用した場合、ピストンによる摩擦は一般的に少ないであろう。従って、加速は液体スプレーの小滴と等温圧縮チャンバー間の伝熱率によって最終的に制限されるが、燃焼プロセスによるピストンの加速は液体ピストンより固体ピストンの方が大きくなるであろう。

排気ガスの露点はガス対空気熱交換器の低温端において到達されることが期待され、熱交換器自体において、もしくは煙突水柱（ｃｈｉｍｎｅｙ　ｐｌｕｍｅ）において凝結に至るであろう。２つの空気タービンのいずれかに存在する暖かい空気と排気ガスを混合することにより、煙突水柱及び、必要ならば、熱交換器内の凝結を避けることができる。発電所は全てが１組の空気タービンを駆動させるために配置される多数の圧縮機を具備してもよい。圧縮機は互いに違和で運転するように配置されてもよい。これは圧縮空気を連続的にタービンに供給することを可能にすると共に、個々の圧縮機の運転を容易にする。例えば、システムにおける育成の時定数により、１つの圧縮機において生成される冷たい圧縮空気を別の圧縮機における燃焼プロセスを駆動するために使用できる。１つの圧縮機における排気ストローク中に燃焼チャンバーの壁を冷却するための冷却空気を、別の圧縮機の等温圧縮チャンバーから供給することができる。更に、違和で運転するように圧縮機を配置することは、重い固体ピストンの加速及び減速により生じる振動を低減する助けとなるであろう。

１つの固体ピストンを備えた熱動力圧縮機の別の態様において、断熱及び等温圧縮チャンバーは、図１６に示すように、固体ピストンの運動に対して横断するよりむしろ平行する方向に分離することかできる。この特徴を組み込んだ態様を発電所におけるｌ構成部材として、図１７に示す。

図１７において、一般符号６００で示す熱動力圧縮機は、本質的に１つの上にもう１つを垂直に配置した２つの区画を含んでいる。燃焼チャンバー６０３は上部区画６０１の上部部分に形成され、断熱圧縮チャンバー６０５は上部区画６゜１の下部部分に形成される。等温圧縮チャンバー６０９は下部区画６０７の上部部分に形成され、断熱圧縮／膨張チャンバー６１３が下部区画６０７の下部部分に形成される。

燃焼チャンバー６０３は、熱い圧縮空気をチャンバーに入れるためバルブ６２５により制御される熱い圧縮空気入口ボート６２３、チャンバー内へ燃料を噴射するための燃料噴射口６２７、及び燃焼室６０３から排気ガスを追い出すためバルブ６３１により制御される排気ガス出口ボート６２９を具備する。圧縮空気入口ボート６２３及び排気／ガス出口はガス対空気熱交換器６７０の同じ側に接続される。

断熱圧縮チャンバー６０５及び等温圧縮チャンバー６０９は各々空気を各チャンバー６０５．６０９に引き入れるため、バルブ６３７．６３９によって制御される空気入口ボート６３３．６３５、及び各チャンバーから圧縮空気を引き出すためにバルブ６４５．６４７によって制御される圧縮空気出口ボート６４１．６４３を存する。

等温圧縮チャンバー６０９は更に、チャンバー内へ液体スプレーを噴射するため、多数の液体スプレー噴射口６４８を具備する。スプレーノズルは好ましくは環状の容量を通じて均一のスプレーを提供するように配置される。等温圧縮チャンバー６０９内の圧縮空気出口ボート６４３は、圧縮空気に移乗されたスプレーの液体を分離する水分分離器６８０に接続される。水分分離器６８０は冷却システム６８２とスプレー噴射ポンプ６５０を介してスプレー噴射口６４８に接続される。冷却システム６８２は液体をスプレーにおいて再使用する前に、水分分離器からのスプレーの液体を冷却する。ポンプ６５０は水分分離器６８０からの液体を等温圧縮チャンバーへと連続的に循環させる。予備スプレー液体を入れたヘッダータンク６８４か設けられ、回路から失われた液体を補充する。

断熱圧縮チャンバー６０５内の圧縮空気出口ボート６４１は、発電器６７４を駆動するメイン空気タービン６７２の入力に接続される。圧縮機からの熱い圧縮空気はタービン６７２において膨張し、発電用の機械力を提供する。水分分離器からの冷たい圧縮空気の一部はガス対空気熱交換器６７０に向けられ、そこで燃焼室からのＩＪＦ気ガスの熱で予熱される。その後、予熱された空気の一部か燃焼に使用されるため燃焼室６０３に向けられる。

しかしながら、通常は燃焼に必要とする冷たい圧縮空気を予熱するために必要である以上の熱か排気ガスにおいて利用てきるであろう。この過剰の熱を回収するため、圧縮機は実際に燃焼に必要である以上の量の圧縮空気を生成するように設計される。この余剰圧縮室気分をガス対空気熱交換器６７０を通過させ、１井気ガス中の過剰の熱を吸収させ、それを第２の空気タービン６７６に向け、そこで育苗な機械力を生み出すために膨張させる。

第２の空気タービン６７６からのｆＪＦ気空気の温度は大気の周囲温度よりかなり高く、排気空気中の熱は空気対空気熱交換器６７８において、水分分離器６８０を出る冷たい圧縮窓気分に熱を移すことにより回収される。その後、予熱された圧縮空気はメイン空気タービン６７２に向けら托そこでそれは断熱圧縮チャンバー６０５からの熱い圧縮空気と共に膨張する。

断熱／圧縮チャンバー６１３には一定質量のガス、例えば空気か入っており、それは圧縮機の運転中に、交互に圧縮と膨張か繰り返される。ガスはスプリングとして効果的であり、その目的は１方向のピストンの運動エネルギーを反対方向のピストンの運動エネルギーに変換することである。ガスはピストンか圧縮機の運転サイクルを完了するためにそのストロークの最上部に戻る手段を提供する。

このように、このチャンバーは圧縮機の通常の運転サイクル中に開閉するバルブによって制御されるガス入口及び出口を必要としない。しかしながら、（図示しない）チャンバーから漏れるガスを補充する手段は必要であるかもしれない。

固体材料から成るピストン６１５は上部、中間及び下部部分を持ち、直線的かつ垂直に自由に振動する。ピストン６１５の上部部分６１７の大きさは上部区画６０１の直径の大きさであり、区画の垂直の先端間を、つまり燃焼チャンバー６０３と断熱圧縮チャンバー６０５の間を上下に自由に移動する。ピストン６１５の下部部分６１９の大きさは下部区画６０７の直径の大きさであり、区画の垂直の先端間を、つまり等温圧縮チャンバー６０９と断熱圧縮／膨張チャンバー６１３の間を上下に自由に移動する。ピストン６１５の上部及び下部部分６１７．６１９は共に垂直に中間部分６２１によって間隔を置くように配置され、中間部分６２１は上部及び下部区画の直径よりも小さい直径を持った軸から成っている。

軸は上部及び下部区画を分離する仕切り６１１に形成される隙間６２３を通る。

隙間６１１には、断熱圧縮チャンバー６０５と等温圧縮チャンバー６０９どの間の隙間６１１を空気が通らないようにするため軸に対して密閉するすべりシール６１２か設けられる。すべりシール６１２は隙間６１１を通って軸か自由にいずれの方向にも摺動することができるように設計される。シール６１４．６１６は１つのチャンバーから他のチャンバーへのガス漏れを防止するために、ピストンとチャンバーの壁との間に設けられる。

この態様では、ピストン６１５の上部部分６１７か燃焼室の最高レベルにある時、断熱圧縮チャンバー６０５と断熱圧縮／膨張チャン／＜−６１３内部の自由容積は最大てあり、一方等温圧縮チャンバー６０９内の環状自由容積は最小である。

逆に、ビ刈・ン６１５の上部部分６１７が燃焼室の最低レベルにある時、燃焼チャンバー６０３と等温圧縮チャンバー６０９内の自由容積は最大てあり、断熱圧縮チャンバー６０５と断熱圧縮／膨張チャンバ−６１３内部の自由容積は最小である。このように、この態様では、燃焼プロセスか断熱圧縮プロセス、等温圧縮チャンバーへの空気の導入、及び断熱圧縮／膨張チャンバー内のガスの断熱圧縮を直接駆動する。断熱圧縮／膨張チャンバー６１３におけるガスの断熱膨張が等温圧縮プロ七人断熱圧縮チャンバー６０５への空気の導入、及び燃焼室６０３からの排気ガスの排出を駆動する。

図１７に示した圧縮機６００の典型的な運転サイクルは以下のように進行するか、先ず始めは、ピストン６１５は燃焼室６０３における最も高い位置にあり、まさに方向を逆転しようとしている。この時点て、各々の圧縮チャンバ−６０５，６０９のガス出口バルブ６４５．６４７は閉じられている。断熱圧縮チャンバ− ６０５には、サイクルの前の部分でガス入口ボート６３３から引き入れられた空気が入っており、ガス入口バルブ６３７は今は閉じられている。ピストン６１５の下部部分６１９は等温圧縮チャンバー６０９における最上部のレベルにあり、従って圧縮チャンバー内の自由容積は最小であり、ガス入口バルブ６１９はピストンの下向きのストローク中にチャンバー内へ空気を引き入れるために開かれている。ピストン６１５の下部部分６１９は断熱圧縮／膨張チャン／（−６１３から引っ込められ、その中の自由容積は完全に広がっている。

ピストン６１５か瞬間的に燃焼室６０３において休止し、方向を逆転するにつれて、熱い圧縮ガス入口バルブ６２５か開き、所定量の熱い圧縮空気か燃焼室に導入される。燃料か燃料噴射口６２７を通して燃焼室へと噴射されて発火し、結果として熱い圧縮空気／燃料混合物の燃焼を起こす。燃焼ガスは一定の圧力て膨張し、ビスｌ−ン６１５を燃焼室６０３から断熱圧縮チャンバー６０５へと下方へ駆動させ、ピストンの上部部分はその中に含まれる空気を圧縮し始める。同時にピストン６１５の下部部分６１９は等温圧縮チャンバーから断熱圧縮／膨張チャンバー６１３へと移動する。ピストンか下方へ移動するにつれて、空気かガス入口ボート６３５を通して等温圧縮チャンバー６０９に引き入れられ、体積を膨張させる。同時に、ピストンの下部部分か断熱圧縮／膨張チャンバー６１３に入っているガスを圧縮する。

ピストン６１５か一定のレベルに達すると、燃料噴射か停止する。燃焼ガスはピストン６１５かそのストロークの底に達するまで、断熱膨張を続ける。

断熱圧縮チャンバー６０５内の空気圧が必要な値に達すると、圧縮ガス出口バルブ６４５か開き、熱い圧縮ガスか断熱圧縮チャンバー６０５から圧縮ガス出口ボート６４１を通って流れ出し、メイン空気タービン６７２の入力に送られる。

熱い圧縮空気かタービンの中で膨張し、発ｔ８１６７４を駆動するための機械力を生しさせる。

下方への運動を続けると同時に、ビス！−ン６１５はその運動エネルギーか断熱圧縮／膨張チャンバー６１３に入っているガスの圧縮エネルギーに移されるにつれて、次第に速力を減していく。ついにピストンの運動エネルギーかゼロになり、ピストンはそのストロークの底で瞬間的に休止する。ピストン６１５か瞬間的に休止し、方向を逆転するにつれて、断熱圧縮チャンバー６０５内の圧縮ガス出口バルブ６４５か閉じ、ガス入口バルブ６３７か開き、ピストン６１５の上方移動中にチャンバー内に空気を引き人ねる。同時に、等温圧縮チャンバーのガス入口バルブ６３９か閉じる。

断熱圧縮／膨張チャンバー６１３内の熱い圧縮ガスか断熱膨張し始め、ピストン６１５を上方に駆動し、下部部分かチャンバー６１３から等温圧縮チャンバー６０９へと駆動される。ピストンか等温圧縮チャンバー６０９内で空気を圧縮し始めるにつれて、空気を冷却するために、液体かスプレー噴射口６４８を通してチャンバー６０９へと噴霧され、圧縮プロセスかほぼ等温に行われる。同時に、ピストン６１５の上部部分６１７か断熱圧縮チャンバー６０５から燃焼室６０３へと移動し始める。必然的に、空気はガス人口ボー１−６３３を通して断熱圧縮チャンバーへと引き入れられる。燃焼ガスの圧力が、排気ガスをガス対空気熱交換器６７０を通して、ついに大気中へと押し出すために充分な値に達すると、排気ガス出口バルブ６３１が開き、排気ガスが燃焼室６０３から追い出される。

等温圧縮チャンバー６０９における空気圧が所望の値に達すると、圧縮ガス出口バルブ６４７か開き、冷たい圧縮空気が等温圧縮チャンバー６０９からスプレーの液体と共に引き出される。冷たい圧縮空気とスプレーの液体はその後水分分離器６８０に送られ、そこで液体が圧縮空気から分離される。分離された液体は液体を冷却する冷却システム６８２に送られ、それからスプレーにおいて再使用される。

水分分離器からの冷たい圧縮空気の一部はガス対空気熱交換器６７０を通過し、そこで燃焼室６０３を出る排気ガスからの熱で予熱される。予熱された圧縮空気の一部は次のサイクルで使用されるために燃焼室６０３に向けられ、一部は発電機６７４を駆動する第２の空気タービン６７６の入力に送られる。水分分離器６８０を出る冷たい圧縮空気の一部は空気対空気熱交換器６７８を通過し、そこで第２の空気タービン６７６を出る熱い排気空気で予熱される。予熱された圧縮空気はメイン空気タービン６７２に送られ、そこて断熱圧縮チャンバー６０５からの熱い圧縮空気と共に膨張する。

ピストン６］５がそのストロークの最上部に達すると、燃焼室６０３の排気バルブ６３１１断熱圧縮チヤンバー６０５のガス入口バルブ６３７、等温圧縮チャンバー６０９の圧縮ガス出口バルブ６４７か全て閉じられ、断熱圧縮チャンバー６０５のガス入口バルブ６３７か開く。燃焼室６０３の熱い圧縮ガス入口バルブ６２５か開いて、新鮮な熱い圧縮空気をガス対空気熱交換器６７０から燃焼室へと入れる。燃料か燃料噴射口６２７を通して燃焼室に噴射され、それは熱い燃焼ガスの中で発火する。結果として生じる燃焼かピストンを下方に動がし、サイクルか繰り返される。

固体ピストンの運動をそのストロークの底で阻止し、運動させるために断熱圧縮／膨張チャンバーを組み込むことにより、チャンバーへの／がらのガスの運動を含む、非常に正確なタイミングでバルブを開閉する必要がある複雑な方法を取る必要かなくなる。

チャンバーの壁の冷却が望まれる前述の態様と同様に、図１７に示した態様においても燃焼室の壁のまわりに冷却ジャケットを配置してもよく、それを通して冷却流体が循環してチャンバーの壁から熱を吸収することができる。冷却流体は等温圧チャンバー内で生成される冷たい圧縮ガスを含んでもよい。燃焼室の壁かその中に形成される多数の孔を有し、圧縮空気（もしくは他のガス）が最終的に燃焼室の中に移り、燃焼ガスと共に膨張するようにしてもよい。しかしながら、冷却流体が燃焼室の壁から熱を吸収した後も、それはまだ燃焼ガスの温度に比べると比較的冷たいであろう。このように、比較的冷たいガスを燃焼室に導入することにより、（例えばエントロピーの比較的大きな変化による）システム効率の損失か生じるかもしれない。このように、しみ出し冷却方法は燃焼室の壁から熱を回収する最も効果的な方法であるとは必ずしも言えない。

あるいはその代わりに、熱を吸収するために冷却流体を燃焼室の壁のまわりを循環させ、その後システムの別の部分に送り、そこの温度が加熱された冷却流体の温度に近く、うまく適合するサイクルの場所において、吸収された熱を開放してもよい。例えば、冷却流体が等温圧縮された、等温圧縮チャンバーからの空気である場合、圧縮空気の一部が燃焼室の壁のまわりを循環するようにし、その後加熱された圧縮空気が、その入口温度か加熱された圧縮空気の温度に調和する空気タービンに向けられてもよい。

燃焼室の壁に対して失われた熱を回収する本方法を組み込んだ態様を図１８に示す。図１８に示した態様は多くの点て図１７に示した態様と類似し、同様の部材は同じ番号で示す。図１８において、上部区画６０１は冷却ジャケット６２０て囲まれ、燃焼室６０３及び断熱圧縮チャンバー６０５の壁の冷却か行われる。

水分分離器６８０か冷たい圧縮ガスの主供給線６１８を介してガス対空気熱交換器６７０の低温側に接続される。冷却流体供給線６２２か冷却ジャケット６２０を主供給線６１８に接続する。冷却流体供給線６２２の冷却ジャケットへの接続は、燃焼室の壁の温度が比較的低い上部区画６０１の下端近傍で行われる。冷却ジャケント６２０は燃焼室の上部まで伸び、冷却空気か燃焼室の上部のまわりを流れるように配置され、そこに熱い圧縮ガス入口バルブ６２５と排気ガス出ロバルプ６３１か配置される。

断熱圧縮チャンバー６０５の熱い圧縮ガス出口ポート６４１かガス供給線６２６を介して空気タービン６７２の入力に接続される。冷却ジャケット６２０の冷却流体出口か供給線６２４を介してガス供給線６２６に接続される。冷却ジャケットからの冷却流体出口は燃焼室６０３の上部に置かれ、そこの温度か最も高い。

この冷却流体出口の配置は、冷却ジャケットを出る圧縮空気か充分な熱を吸収し、圧縮空気の温度か断熱圧縮チャンバー６０５を出る熱い圧縮空気の温度と調和することを保証する。

図１８に示した態様は１つの空気タービン６７２を駆動し、図１７に示した発電所に組み込まれた第２の空気タービン及び連合する熱交換器の必要性を避けるように設５１されている。図１８に示した態様では、ガス対空気熱交換器６７０内の排気ガスから過剰の熱を回収するために使用される冷たい圧縮ガスは、ガス供給線６２８を介して空気タービン６７２の入力に直接送られる。図１８に示した態様のこの局面は図１５に示した態様に関連して既に説明した。

作動に際しては、等温圧縮チャンバー６０９からの冷たい圧縮ガスは水分分離器６８０を通過し、圧縮ガスの主な部分はガス対空気熱交換器６７０に向けられる。冷たい圧縮ガスは熱交換器６７０において予熱され、燃焼に必要な予熱された圧縮ガスの一部は燃焼室６０３に向けられる。排気ガスから過剰の熱を回収するために使用される予熱された圧縮ガスの一部は空気タービン６７２に直接送られ、そこて断熱圧縮チャンバー６０５からの断熱圧縮ガスと共に膨張する。

水分分離器からの冷たい圧縮ガスの一部は冷却ジャケット６２０に送られ、燃焼室の璧の冷却を行う。圧縮ガスは冷却ジャケットを通って循環し、燃焼室の壁から熱を取得し、最後に冷却流体出口を介して燃焼室を去り、断熱圧縮されたガスのメインフローに加わって空気タービン６７２に流れる。水分分離器から冷却ノヤケノトを通り供給線６２６へと流れ、断熱圧縮されたガスのメインフローを支える冷却空気の流れを制御するために、（図示しない）バルブか必要であるかもしれない。

図１６．１７に関連して上述した態様に類似する方法で配置された発電所に関連する、垂直に分離されたチャンバーを組み込んだ対称的な熱動力圧縮機の態様を図１９に示す。図１９において、一般符号９００で示す圧縮機は一部分液体ピストン９０３を形成する液体が充填されたＵ字型のダクト９０１を含む。ダクト９０１のアーム９０５ど９０７は線形て垂直に上向きに伸びる。区画９０８．９１Ｏか各アーム９０５．９０７の上部に隣接して形成され、その上部部分は燃焼室９０９．９１１として機能し、その下部部分は断熱圧縮チャンバー９１３．９１５として機能する。下部区画９１２．９１４が各アーム９０５．９０７に、各々の上部区画９０８．９１０の下に形成される。各区画は各々等温圧縮チャンバー９１７．９１９として機能する。アームの長さの下方への温度勾配を可及的に減少させ、燃焼室から等温圧縮チャンバーに至る熱伝導係数を最小にするため、各々のアームの断熱圧縮チャンバーが燃焼室と等温圧縮チャンバーの間に配置される。液体ピストン９０３より高い密度を持つ固体ピストン９２１．９２３がダクト９０＋の各アーム９０５．９０７に配置され、それらは本質的に３つの部分、上部、中間、下部から成る。各ピストン９２１，９２３の下部部分はダクト９゜１のアーム９０５．９０７の直径と同じ大きさであり、液体ピストン９０３によって下から支えられ、等温圧縮チャンバー９１７．９１９へと／から自由に上下移動する。ピストンとチャンバーの壁との間の液体漏れを防止するため、ピストンの下端に隣接してシール９８４が設けられる。固体ピストン９２１，９２３の上部部分９２９，９３１は上部区画９０８．９１０の直径と同じ大きさであり、上部区画９０８．９１０の上部先端と下部先端間で自由に垂直に移動する。固体ピストン９２１．９２３の上部及び下部部分は共に接続され、軸の形状であり、上部及び下部部分の直径より小さな直径を持つ中間部分９３０．９３２によって垂直に間隔を置くように配置される。中間部分９３０．９３２は上部及び下部区画を分離する仕切り９３７．９３９に形成される隙間９３３．９３５を通り、上部区画から下部区画へと通り抜ける。隙間９３３．９３５と軸との間には、等温圧縮チャンバーと断熱圧縮チャンバーとの間のガス漏れを防止するために、すべりソール９４１，９４３が設けられる。

固体ピストンの各々がダクトの各々のアームにおける最低レベルにある時、燃焼室と等温圧縮チャンバー内部の自由容積は完全に拡大しており最大である。同時に、断熱圧縮チャンバー内部の自由容積は最小であり、ピストンの上部部分は上部区画におけるその移動の下部限界にある。逆に、固体ピストンの各々が最高レベルにある時、燃焼室と等温圧縮チャンバー内部の自由容積は最小であり、一方断熱圧縮チャンバー内部の自由容積は最大であり、ピストンの上部部分は上部区画におけるその移動の上部限界にある。

各燃焼室９０９．９１１は予熱された空気または圧縮空気または他の酸化ガスのチャンバーへの導入のため、バルブ９４９．９５１によって制御される熱い圧縮ガス入口ボート９４５．９４７、燃料をチャンバーへ噴射するための燃料噴射口９５３．９５５、及び熱い排気ガスを燃焼室から排除するため、バルブ９６１．９６３によって制御される排気ガス出口ボート９５７．９５９を具備する。各々の断熱圧縮チャンバー９１３．９１５はチャンバー内へガスを引き入れるためバルブ９６９．９７１によって制御されるガス入口ボート９６５．９６７、及びチャンバーから断熱圧縮されたガスを引き出すためバルブ９７７．９７９によって制御される圧縮ガス出口ボート９７３．９７５を具備する。各々の等温圧縮チャンバー９１７，９１９はチャンバー内へガスを引き入れるためバルブ９８５．９８７によって制御されるガス入口ポート９８１．９８３、及びチャンバーから等温圧縮されたガスを引き出すためバルブ９９３．９９５によって制御される圧縮ガス出口ボート９８９．９９１を具備する。各々の等温圧縮チャンバーは更に圧縮中に各チャンバーの環状容積を通して均一の液体スプレーを提供するため配置される多数のスプレー噴射口９１８．９２０．９２２．９２４を存する。

図１９に示した圧縮機の運転サイクルにおいて、ダクトの一方のアームにおける燃焼プロセスは同じアーム内の断熱圧縮プロセスと、他方のアーム内の等温圧縮プロセスとを同時に駆動させる。

図１９に示した熱発電圧縮機の典型的な運転サイクルは以下のように進行するが、まず始めは、ピストン９２３は燃焼室９１１におけるそのストロークの最上部にあり、ピストン９２１は燃焼室９０９におけるそのストロークの最下部にある。燃焼室９０９には前の燃焼からの熱い膨張ガスが入っており、熱い圧縮ガス入口バルブ９４９及び排気ガス出口バルブ９６１は両方とも閉じられている。等温圧縮チャンバー９１７にはサイクルの前の部分てガス入口ボート９８１を通って引き入れられた空気か入っており、ガス入口バルブ９８５と出口バルブ９９３は閉しられている。ダクト９０１の他方のアーム９０７にある断熱圧縮チャンバー９１５には、更にガス入口ポート９６７を通って予め導入された空気が入っており、ガス入口バルブ９８７と出口バルブ９９５は閉じられている。

固体ピストン９２３か瞬間的にそのストロークの最上部に休止し、方向を逆転させると、熱い圧縮ガス入口バルブ９５１が開き、所定量の熱い圧縮ガスがガス対空気熱交換器９７０から燃焼室９１１に導入される。燃料は燃料噴射口９５５を通して燃焼室９１１に噴射される。燃料は発火し、結果的に燃料と空気の混合物を燃焼させ、その燃焼かピストン９２３を燃焼室９１１及び等温圧縮チャンバー９１９から下方へと駆動させる。初期には、燃焼がほぼ一定の圧力で行われるように、燃料か燃焼室に続けて入れられる。等温圧縮チャンバー９１９の圧縮ガス出口バルブ９９５が閉じられ、ガス入口バルブ９８７が開き、ピストンがチャンバーから出て行くにつれて圧縮チャンバー９１９へと空気を引き入れる。

ピストン９２３の上部部分９３１が燃焼室９１１から下方へと移動するにつれて、それは断熱圧縮チャンバー９１５の中に入って行き、サイクルの最後の部分でチャンバーに予め導入されている空気を圧縮する。

固体ピストン９２３の下向きの運動は、他方のピストン９２１の上向きの運動を伴い、この運動は反対側のアーム９０７における燃焼プロセスによって駆動される。アーム９０５における固体ピストン９２１の上向きの運動中に、断熱圧縮チャンバー９１３の圧縮ガス出口バルブ９７７か閉しられ、ガス入口バルブ９６９か開き、空気をチャンバーへと引き入れる。等温圧縮チャンバー９１７にあるガス入口バルブと出口バルブは共に閉しられ、ピストン９２１の下部部分９２５か等温圧縮チャンバーに入っている空気を圧縮し始める。圧縮中に、冷たい液体スプレーかスプレー噴射口９１８．９２４を通って等温圧縮チャンバーへと噴射され、圧縮かほぼ等温で行われるように空気を冷却する。燃焼室からガス対空気熱交換器９７０を通り、最後に大気中へと燃焼ガスを駆動するのに充分な圧力になると、燃焼室９０９の排気バルブ９６１が開く。

固体ピストン９２３の下向きの移動中のある点において、燃料噴射が停止される。ピストン９２３は燃焼ガスの断熱膨張により、そのストロークの底まで下向きに駆動され続ける。

等温圧縮チャンバー９１７の空気圧が所望の値に達すると、圧縮ガス出口バルブ９９３か開き、圧縮空気かスプレーの液体と共にチャンバーから圧縮ガス出口ボー１−９８９を通して引き出される。圧縮ガスとスプレーの液体の混合物は水分分離器９７２に送られ、そこでスプレーの液体か分離される。スプレーの液体はその後冷却システム９７４に戻され、そこで冷却されてから液体スプレーにおいて再使用される。冷たい圧縮空気の一部は水分分離器からガス対空気熱交換器９７０に送られ、そこで燃焼プロセスからの熱い排気ガスの熱で予熱される。予熱された圧縮空気の一部は燃焼において使用されるためにガス対空気熱交換器９７０から送られ、一部は小さな空気タービン９７８の入力に送られる。

断熱圧縮チャンバーにおける空気圧か必要な値に達すると、圧縮ガス出口バルブ９７９か開き、熱い圧縮空気かチャンバーから圧縮ガス出口ボート９７５を通って流れ出し、メイン空気タービン６７２に送られ、そこで膨張して、発電機９８０を駆動させるためのｉｔｔ力を作り出す。第２の空気タービン９７８の排気ガスからの熱は、空気対空気熱交換器９８２において水分分離器９７２からの冷たい圧縮空気の一部にこの熱を移すことによって回収される。空気対空気熱交換器を出る冷たい圧縮空気はその後メイン空気タービン９７６に送られ、そこで断熱圧縮空気のメインフローと共に膨張する。固体ピストン９２３かそのストロークの底に達し、ピストン９２１かそのストロークの最上部に達すると、燃焼室９゜９のＩＪＦ気カス出ロバルブ９６１、断熱圧縮チャンバー９１３のガス入口バルブ９６９、燃焼室９＋７の圧縮ガス出口バルブ９９３、断熱圧縮チャンバー９１５のガス出口バルブ９７９、及び等温圧縮チャンバー９１９のガス入口バルブ９８７の全てか閉しられる。それから燃焼室９０９の熱い圧縮ガス入口バルブ９４９が開き、熱い圧縮ガスの充填分をチャンバーに入れた後すぐに閉じる。燃料は燃料噴射口９５３を通して燃焼室へと噴射される。燃料は発火し、結果として生じる予熱された圧縮空気と燃料の混合物の燃焼がピストン９２１を下方に駆動し、燃焼室９０９及び等温圧縮チャンバ−９１７から出し、ピストンの復帰ストロークを開始させ、運転サイクルの後半を開始させる。

図」９に示した圧縮機の態様は対称装置であるので、サイクルの後半は前半と同してあり、断熱圧縮チャンバ−９１３及び等温圧縮チャンバ−９１９における空気の圧縮、断熱圧縮チャンバー９１５及び等温圧縮チャンバー９１７における空気の誘導、及び燃焼室９１１からの燃焼ガスの排除を含む。これらのプロセスは全て燃焼室９０９にお１プる燃焼によって駆動される。垂直に分離される様々な燃焼及び圧縮チャンバーを持つことにより、圧縮機の構成は比較的シンプルで丈夫である。

別の態様では、液体及び固体ピストンが１つの固体ピストンによって置き換えられてもよい。この場合、その基本的な機能は液体を入れ、ピストンの一部の下向きの運動を他の部分の上向きの運動に変換すること、及びその逆に変換することである、Ｕ字Ｍのダクトか必要ではなくなるであろう。ピストンは線心に移動するように配置されてもよく、燃焼室は１つの燃焼室の下にもう１つの燃焼室を配置してもよく、あるいは両方の燃焼室力洞し水平面に配置され、固体ピストンがそれらの燃焼室の間を振動するようにしてもよい。圧縮チャンバーも同様に配置できる。

固体ピストンを具備するガス圧縮機のどのような態様においても、ピストンかオーバーランし、チャンバーの端に損傷を与える衝撃を生しる可能性かある。こうした発生を防止するために、チャンバーにガスを噴射するためバルブを操作するセンサーや制御メカニズムを設けることかできる。それに加えて、かかる衝撃の影響を緩和するような方法で、固体ピストンを構築することか望ましいであろう。例えば、衝撃エネルギーを吸収するように、ピストンの端またはヘッドを折り畳めるように設計することもてきるであろう。これはピストンの端をしわになりやすい領域として形成することにより達成されよう。あるいはその代わりに、ピストンの端を衝撃と同時に内側に入れ子式に重ねるように設計することもてきよう。折り畳める端部分は、ピストンのこの部分の運動エネルギーか最小にされるように、可及的に軽量にすべきである。

図１５から１９に示した全ての態様において、熱は燃料の内部燃焼により熱動力圧縮機に供給される。しかしながら、原子力熱、太陽熱、化学的及び工業的プロセス熱等の他の熱源も使用することかでき、代替熱源を使用する態様を下記に説明する。内部熱源及び外部熱源を使用する圧縮機を区別するために、それらは内部燃焼圧縮機及び外部加熱圧縮機と各々称することにする。図１５から１９は内部燃焼圧縮機の態様を、少なくとも１つの空気タービンを含み、発電に使用するのに適当な回路の構成部材と共に示している。かかるシステムをＩＣＣＡＴ（１ｎｔｅｒｎａｌ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｔｕｒｂｉｎｅｓ）　（内部燃焼圧縮機及び空気タービン）と称する。

ＩＣＣＡＴシステム用の燃料は気体でも、液体でも、固体でもよい。石炭等の固体燃料の場合、現存の石炭燃焼発電所において為されているように、燃料をガス化するか、またはそれを粉砕して細かな粒子（つまり粉砕燃料）にする必要がある。他の選択案は近代的な発電所において為されているような流動床燃焼器、もしくは過去において行われていたような鎖床燃焼器を具備することである。ある燃料にとっては、排気ガス及び圧縮機気体から微粒子及び二酸化硫黄を除去する手段を設ける必要があろう。はとんとの燃料にとって、燃焼プロセスの制御もしくは排気ガスの処理により、酸化窒素の放出を制御する手段が必要であろう。

燃焼室からの排気ガスは一般に多量の水蒸気を含存している。水蒸気は燃料中の水素の存在により燃焼プロセス自体において生成されるであろう。生成される水蒸気の量は燃焼燃料に依存する。例えば、天然ガスまたはメタン（ＣＨ４）は石炭より多くの水蒸気を作り出すてあろう。

排気ガスからの水回収方法燃焼ガスからの水の回収は様々な理由から重要である。特に水か脱塩されている場合に、水の保存が１つの重要な理由である。更に、水蒸気の存在は煙突の上にめざわすな水柱（ｐｌｕｍｅ）を生しさせ、そこから排気ガスか最終的に放出される。

大気中へ放出される前に水を燃焼ガスから取り除くことかできれば、煙突の上に水柱か形成されることはないてあろう。水蒸気の凝縮は排気ガスから望ましくない汚染物質を除去する効果的な方法であり、この方法はそれ自体で、あるいは他の制御方法に対する補足として使用することかできる。燃料のタイプに応じて、これらの汚染物質は酸化硫黄、酸化窒素、アンモニア、水銀及び池の重金属や微粒子を含んでいるであろう。水蒸気か凝縮されれば、凝縮液に溶けることにより、これらの汚染物質の部分か排気ガスから除去されるであろう。ある場合には、凝縮液に特定の化学物質を加えて、汚染物質の溶液を水の相とすることも必要であろう。例えば、酸化硫黄の捕獲は、従来の煙道ガス脱硫システムにおいて行われているように、石灰岩または他のアルカリを添加することにより達成される。

他の添加物も他の汚染物質の捕獲を容易にするために使用できる。

アンモニア等のある汚染物質は非常に水に溶けやすく、効果的な捕獲を行うのに添加物は必ずしも必要ではない。高温で形成される酸化窒素を減少させるために、アンモニアを熱交換器の中に、燃焼室において、あるいは接続配管の中に噴射することができる。条件及び噴射されるアンモニア量に応して、燃焼ガスか過剰のアンモニアを含む場合があるかもしれず、ガスを大気中に放出する前にこれを除去することが望ましいであろう。更に、凝縮は排気ガスからの灰粒子を含む微粒子を除去する効果的な方法である。石炭等のかなりの天分を含む燃料に対しては、凝縮に加えて従来の静電集塵を使用することができる。

排気ガスから水蒸気を凝縮する装置を図２０にｌ！ｌｌ８（Ｊ’Ｊに示す。図示した装置は図１５から１９のいずれかにおいて示した高温のガス対空気熱交換器の冷たい排気ガス出口側に直接加えることができる。しかしながら、この装置は排気ガスもしくは他のガスから水を回収することか望ましい他のシステムにおいても実装することができる。

図２０において、低温ガス対ガス熱交換器６５６が高温ガス対空気熱交換器６４９の排気ガス出口側に接続され、それは等温圧縮された空気を圧縮機の燃焼室からの排気ガスで加熱する働きをする。ガス対ガス熱交換器６５６からの排気ガスかクーラー６５８を通過し、ガス対ガス熱交換器６５６の低温側に戻るように、クーラー６５８がガス対ガス熱交換器６５６に接続される。排気ガスを冷却するため、空気がクーラーを通るようにファン６６０を配置する。ファンはクーラーの上流側もしくは下流側のいずれに置かれてもよい。

水回収装置の運転を説明するために、装置の様々な点において様々な温度を仮定するか、実際にはこれらの温度は異なってもよい。燃焼室からの排気ガスは高温ガス対空気熱交換器６４９を通り、そこて約４０°Ｃの温度を持つ等温圧縮チャンバーからの等温圧縮された空気により約６０°Ｃにまで冷却される。ガス対空気熱交換器６４９からの排気ガスは低温ガス対ガス熱交換器６５６を通り、そこでクーラー６５８から戻された冷たい排気ガスにより、更に約３５°Ｃまて冷却される。その後排気ガスはクーラーに向けられ、そこで約１５°Ｃの初期温度を持つ大気の流れにより約２５°Ｃの温度に冷却され、ガス対ガス熱交換器６５６に戻される。ガス対ガス熱交換器６５６における冷却の結果として、排気ガスから凝縮された水は、排気ガスかクーラー６５８に送られる前に除去され、クーラー６５８における更なる冷却の結果として凝縮された水は、この段階の後、及び排気ガスかガス対ガス熱交換器６５６に戻される前に除去される。冷却された排気ガスはガス対ガス熱交換器６５６に戻され、除去された熱の一部が蓄えられる。ガス対ガス熱交換器６５６においてその温度か約５０°Ｃまで上昇した乾燥排気ガスはその後大気「円こ追い出される。排気ガスの再加熱により煙突上のめざわりな水蒸気の水柱の形成を避けることかでき、更に大気中の分散を助けるために、排気ガスの浮力を増すことができる。

図２０に示したクーラー６５８は燃焼ガスを冷却するために空気を使用するか、例えば湖、河川、冷却塔または海からの水によって冷却する池の方法も可能であり、企図される。燃焼燃料が天然ガスである場合、燃焼により作られる煙道ガスは約６０°Ｃの露点を存するので、水の回収は比較的高温で達成することができる。

内部燃焼圧縮機ＩＣＣＡＴシステムは、結合サイクルガス−タービンシステム（ＣＣＧＴ）及び従来の石炭及び石油燃焼蒸気プラントに優る多くの利点を有する。ＩＣＣＡＴは別々の燃焼室からの熱い燃焼ガスによって駆動されるガスタービンを具備しない。ＣＣＧＴにおいては、最高温度は、ガスタービンプレートが耐えられる最高温度により制限され、それは約１３００°Ｃである。ＩＣＣＡＴシステムにおける燃焼ガスの熱はピストン（もしくはピストンに連結される運動エネルギーを蓄える他の手段）の運動エネルギーに直接変換されるので、最高温度限界は非常に高く、２０００°Ｃ以上てあろう。

ＣＣＧＴにおけるガスタービンからの排気ガスは約５００°Ｃの温度てあり、このガスは蒸気を上昇させるために使用され、蒸気タービンを駆動させる。しかしなから、ＩＣＣＡＴシステムにおいては、排気ガスの温度は８００°Ｃのオーダーであり、熱交換器を介して燃焼室への入口空気を予熱するために使用される。

このように、ＴＣＣＡＴシステムは蒸気プラントを必要とせず、従って投下資本費用を減少させる。

ＣＣＧＴプラントにおいて、従来の回転式圧縮機は約３５０°Ｃの温度て熱い圧縮された入口空気を提供する。この温度は断熱圧縮プロセス中に圧縮された空気に移された熱の結果達成される。入口ガスに移された熱は回転式圧縮機の機械エネルギーにより提供される。しかしながら、ＩＣＣＡＴシステムにおいては、入口空気は約８００℃の温度であり、機械エネルギーによってではなく、圧縮機からの排気ガスの熱によって加熱される。このように、ＣＣＧＴにおいて、温度は３５０°Ｃから１２００°Ｃまで上昇するか、ＩＣＣＡＴシステムでは、温度は８００°Ｃから２０００°Ｃまで上昇する。従って、ＩＣＣＡＴシステムにおいては、熱かシステムに加えられる平均温度はＣＣＧＴシステムにおけるより、はるかに高い。これは上記において定義したカルノー効率の観点から非常に有益である。更に、入口空気が等温圧縮されるので、所定の質量のガスを圧縮するために必要なエネルギーは、ＣＣＧＴにおける回転式圧縮機が必要とするよりもはるかに少ない。

ＩＣＣＡＴシステムにおいて熱動力圧縮機を駆動するために使用される圧縮空気のほとんとか燃焼プロセスにおいて消費される一方、ＣＣＧＴにおいては多量の圧縮空気かタービンの構成部材を冷却するために必要であり、またガス温度か約１３００°Ｃを越えないように燃焼ガスを希釈するために必要である。

ＣＣＧＴにおいては、蒸気プラントの大気への出口温度は約８０°Ｃである。ＩＣＣＡＴシステムにおいては空気及び燃焼ガスの低い排気温度を達成することか可能であるべきであり、それは少ない熱消費と高い効率を意味する。更に、ＩＣＣＡＴシステムにおいては、比較的低い温度て作動し、その出口温度は周囲温度に近い空気タービンを使用して電力か引き出される。空気タービンは比較的低温で作動するのて、冷却は必要ではなく、材料問題も発生しない。

冷たい圧縮空気でガスタービンブレードを冷却することは、１２００°Ｃに対して、１５００°Ｃのオーダーの温度でガスタービンを作動することを可能にするかもしれないか、ＩＣＣＡＴシステムは更に、高温を達成できるので、図９に示した発電所に優る利点を存する。

注意深く設計されたＩＣＣ八Ｔへステムにより、消費熱は最小に保たれ、理想的にはかなりの熱量か等温圧縮中に排除されるサイクルのほんの一部においてのみ消費される。上記において概略した冷却戦略に加えて、湿式、乾式もしくはハイブリッド冷却塔、あるいは大気、または海、河川、湖等の水体に対する直接冷却等の冷却形態をサイクルと共に使用できる。

外部加熱圧縮機及び空気タービン熱動力圧縮機を駆動するために、燃焼プロセスからの熱以外に代替熱源を使用することかできる。この場合、熱源は一般に熱動力圧縮機の外部にあるであろう。

かかる熱発電圧縮機が空気タービンを駆動する発電所における構成部材として効果的であるシステムを、ＥＨＣＡＴ（Ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ　Ｈｅａｔｅｄ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｔｕｒｂｉｎｅ）　（外部加熱圧縮機及び空気タービン）と称する。上述したように、熱は化学的もしくは工業的プロセスにより、太陽エネルギーもしくは原子力熱により提供できる。外部熱交換器も特定の燃料、簡単にガスかできないものとか、圧縮機自体の内部で燃焼さすことが困難であるかもしれない燃料の燃焼に対しては好ましいかもしれない。例えば、廃棄物の灰化及びおそらくバイオマスや石炭等が挙げられよう。

図２１はＥＨＣＡＴシステムにおいて作動しうる外部加熱圧縮機の１態様を図式で示す。圧縮機７０１は冷たい圧縮ガスを作り出す等温圧縮チャンバーと、熱い圧縮ガスを作り出す断熱圧縮チャンバーとを含んでいる。この点に関して、圧縮機は図１５から１９のいずれかにおいて示した内部燃焼圧縮機と類似している。

しかしなから、外部加熱圧縮機においては、内部燃焼圧縮機の燃焼室か膨張チャンバーで置き換えられ、その中に非常に熱い圧縮ガスが燃料なしに噴射される。

非常に熱い圧縮ガスは膨張し、燃焼なしに冷却し、ピストンまたは他の運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する。熱いＩＪ１気ガスは膨張チャンバーから追い出され、ガス対ガス熱交換器７０３に供給されて、等温圧縮チャンバーから引き出された冷たい圧縮ガスを予熱する。この予熱されたガスはプロセス熱交換器７０５に供給され、そこである熱プロセスにより生しる熱でガスがその最終温度まで加熱される。プロセス熱交換器７０５がらの非常に熱い圧縮ガスは外部加熱圧縮機の膨張チャンバーに供給され、ピストンを駆動する。この態様ては、多量のガスを断熱圧縮し、このガスをガスタービン７０７を通して膨張させることにより、エネルギーが外部加熱圧縮機から引き出さね、発電機７０９を駆動する。

熱動力圧縮機を駆動するための熱を外部熱交換器を介して提供する場合、密閉サイクル内を循環するように動作ガスを配置することが可能である。密閉サイクルシステムの利点は、所定のプラント規模のためにより高い出力を達成するために、動作ガスの圧力を上昇させることかでき、また伝熱を改良するために空気以外のガスを選択できることである。

更に、図２１に密閉サイクルシステムを示すか、それと共に開放サイクルシステムからの必要な修正を点線で示す。

ガス対ガス熱交換器７０３から放出された冷たい排気ガスはメインがスタービン７０７からの冷たい低圧の排気ガスと混合され、このガスか圧縮機の圧縮チャンバーに入れられ、その一部か断熱圧縮されてメインがスタービン７０７を駆動し、また一部か等温圧縮され、ガス対ガス熱交換器７０３により予熱され、プロセス熱交換器７０５に送られ、ある外的熱プロセスからの熱で加熱され、非常に熱い圧縮ガスとして膨張チャンバーに噴射されて圧縮機を駆動する。

外部加熱圧縮機７０１からの排気ガスの熱容量は、等温圧縮チャンバーからの入口ガスと同しである。このように、内部燃焼圧縮機の場合と対照的に、圧縮機の排気ガスには余剰熱かない。この場合、ＩＣＣＡＴシステムのある応用においては望ましい第２のガスタービン及び第２の熱交換器は、図２１に示すように、ＥＨＣＡＴシステムでは必要ではない。しかしながら、外部プロセス熱をかなりの温ｒｇ、範囲に亙って利用でき、これらの状況下において、２つかそれ以上のガスタービンも使用することかできるであろう。例えば、外部熱交換器か燃料を燃焼させる炉である場合、排気ガス温度に応じて余剰熱か出るであろう。図２２はＥＨＣＡＴシステムに実装される外部加熱圧縮機の１態様を示し、そこでは外部燃焼炉からの排気ガスの余剰熱は有益な電力に変換される。

図２２に示した発電所は、外部加熱圧縮機８０１を駆動するための圧縮空気を加熱するため、メインヒーターとして機能する炉８０５を含む。ファン８１１はメインガス対空気熱交換器８１３を介して炉８０５に空気を供給する。ガス対空気ヒーター８１３は、炉から追い出される排気ガスの一部で炉８０５への入口空気を予熱する。更に発電所は第２の発電機８１７と第２のガス対空気熱交換器８１９を駆動する第２の空気タービン８１５を具備する。外部加熱圧縮機からの等温圧縮された空気の一部は、この空気を炉８０５からのｔＪＦ気ガスの一部で予熱するために配置される第２のガス対空気熱交換器８１９に供給される。予熱された圧縮空気は更に入口空気として、付加的電力を発生させるための第２の空気タービン８１５に供給される。第２の空気タービン８１５の作動温度は、メインタービン８０７のそれよりかなり高く、第２の空気タービン８１５からの１ノ［気ガスはかなりの量の熱を含むであろう。第２の空気対空気熱交換気８２１は、外部加熱圧縮ｆｉ８０＋からの等温圧縮された空気の一部を予熱する方法で、この熱を回収し、それは断熱圧縮された空気の流れに加えられてメイン空気タービン８０７を駆動する。炉からの（１［気ガスの構成に応して、排気ガスか大気中に放出される前に、ＩＪ）気ガス８２３を浄化する手段か加えられる。

外部熱源か燃料の燃焼ではなく、工業的プロセス、廃熱流もしくは他の熱源である場合には、第２の空気タービンも使用することかできる。特定の配置は熱源によって、またそれか外部加熱圧縮機回路にとのように調和されるかによって変オっるであろう。

外部加熱の熱い液体噴射圧縮機図２３は、外部熱交換器において熱をガスよりむしろ液体に移す、外部加熱圧縮機の態様を示す。９００て示される熱発電圧縮機は、図１７に関連して説明した燃焼圧縮機と多くの類似点かあり、３００を追加した同じ番号か同様の部品を示す。従って、固体ピストン、断熱及び等温圧縮チャンバー及び水回収システムを備えた下部バウンスチャンバー、燃焼圧縮機の空気タービン及び発電機を含むこれら構成部材の説明は、図２３に示した熱発電圧縮機にも等しく適用されるものである。内部燃焼圧縮機と外部加熱圧縮機の主な違いは、上部チャンバーの機能及び熱か上部チャンバーに伝えられる方法にあり、これらについて説明する。

外部ＩＪＯ熱圧縮機の上部チャンバー９０３はバルブ９３１により制御される圧縮ガス入口ボート９２９、バルブ９２５により制御される排気ガス出口ボート９２３、及びスプレー液体噴射口９２８を具備する。熱い圧縮ガス入口ボート９２９は、水分分離器９８０及びガス対ガス熱交換器９７０を介して、等温圧縮チャンバー９０９における圧縮ガス出口ボー１−９４３と接続される。排気ガス出口ポート９２３か第２の水分分離器９８２を介して、ガス対ガス熱交換器９７０に接続される。膨張チャンバー９０３の最上部に置かれた液体スプレー噴射口か、プロセス熱交換器９８５及び第２の液体スプレー噴射ポンプ９８６を介して、水分分離器９８３のスプレー液体出力に接続される。

圧縮機が駆動される方法について説明するか、まず始めはピストン９１５は膨張チャンバー９０３におけるそのストロークの最上部にある。ピストンが最高地点て休止すると、ガス入口バルブ９３１か開き、予熱された圧縮ガスがガス入口ボート９２９を通って膨張チャンバー９０３へと導入される。同時に、プロセス熱交換器９８４からの熱い液体かスプレー噴射ポンプ９８６によって膨張チャンバー−＼と噴射される。予熱された圧縮ガスか更に液体スプレーによって加熱され、液体ピストンを下方へと駆動する。ガス温度か膨張プロセスを通して維持されるために、ガスか膨張し続けるにつれて、熱か噴射された小滴からガスに移される。

ピストンか膨張チャンバー９０３におけるそのストロークの最下部に達し、方向を逆転するにつれて、排気ガス出口バルブ９２５か開き、低圧の排気ガスがスプレー液体と共に膨張チャンバーからｆＪｌ’気ガス出ロポート９２３を通って追い出され、水分分離器９８３へと流れ、そこでスプレーの液体か取り除かれる。

それから低圧ｔＪＩ’気ガスかガス対ガス熱交換器９７０へと流れ、そこて等温圧縮チャンバー９０９からの圧縮ガスか予熱されて、膨張チャンバー９０３へと導入される。

水分分離器９８３において分離され／こスプレーの液体は、プロセス熱交換器９８５に戻され、そこで予熱されてからスプレーにおいて再使用される。

空気かガスである開放サイクルシステムにおいて、熱交換器９７０を出る排気空気は大気中に追い出される。密閉ザイクルシステムでは、熱交換器９７０を出るガスは圧縮のために等温圧縮チャンバー９０９に向けられる。この方法で、ガスは閉回路において連続的に循環使用される。更に、開放サイクルシステムでは、ターピン９７２からの排気ガスか追い出されるが、密閉サイクルシステムでは、ガスは断熱圧縮チャンバー９０５に向けられる。後者の場合、ターピン９７２を駆動するために使用されたガスも連続的に循環使用される。このように、外部加熱圧縮機は、開放サイクルにおいて、もしくは点線で示したように密閉サイクルにおいても作動する。図２３において、断熱圧縮チャンバー及びタービンを通過するガスは、システムの残りのガスと混合されないことが判る。従って、これら２つの回路において異なるガスを含むことが可能であり、実際１つの回路は開放サイクルで、他の１つが密閉サイクルであり得る。

伝熱媒体として噴射される液体の使用は、外部熱交換器９７０がよりコンパクトに、より能率良くなる点で存利である。液体を使用することの別の利点は、膨張中ずっと熱を噴射されるガスに供給し続けられることであり、それは熱力学的能率を改善する。伝熱媒体としての液体の使用は、熱源の最高温度を適当な液体によって収容され得る温度に制限する。使用される液体は受け入れられる物理的及び化学的性質を有し、毒性かなく、環境的にも受け入れられ、比較的低価格であることか好ましい。

熱い液体噴射を伴う外部加熱圧縮機は、太陽エネルギー、地熱エネルギー、もしくは低温廃熱等の低温熱源を具備する発電に適しているであろう。

密閉サイクル運転の場合において、安定した温度を維持するために、ガスがタービンを出た後、ガスに付加的な冷却を提供することが必要であるかもしれない。

好都合なことに、熱動力圧縮機は、天然ガス、軽油及び重油、オリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）、石炭、バイオマス、もしくは家庭の廃棄物等を含む広範囲に異なる燃料を使用して運転することかできる。燃焼可能な燃料を使用する様々な試みについて説明する。　天然ガス及び軽油は直接噴射及び加熱された燃焼室内部での燃焼に適した形態である。あるいは選択的に、これらの燃料は加熱されたチャンバーの外部の、もしくはチャンバーに取り付けられた燃焼室内部で燃やすことかできる。好都合なことに、例えばディーゼルエンジンにおいて起こるように、燃料は入口空気の温度及び／又はチャンバー内の圧力に応じて、自然発火できる。

いくらかの量の窒素酸化物（Ｎｏ、）は存在するか、燃焼生成物は本質的に々０何なる微粒子も、非常に少量の酸化硫黄も含まない。ＮＯｘの放出はアンモニアとの触媒還元もしくは非触媒還元によって制限することかできる。重油、オリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）もしくは石炭を燃やす多くの計画がある。

ＩＣＣＡＴシステムに関連して、重油及びオリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）は加熱により細かな小滴に霧化し、その後必要な間隔で膨張チャンバーに噴射し、内部燃焼により燃やすことができるであろう。小滴は熱交換器からの高温空気の中で発火し、急速に燃焼するであろう。必要であれば、燃焼プロセスを開始させるために、例えば他の燃料の噴射を含むことができる点火システムを使用できるであろう。更に、石炭も細かな粉末（粉砕燃料）の形態で燃焼室の中に噴射することができ、それは空気流もしくは他の適当な輸送媒体において、パイプに沿って膨張チャンバーに輸送される。輸送流体において石炭粉末の時期尚早の爆発の危険がないことを確実にすることか重要である。これは石炭粉末を運ぶために空気以外の流体を選択することになるかもしれないし、ならないかもしれない。

別の態様において、重油、オリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）、もしくは石炭は適当なガス化プラントにおいて、空気または酸素を使用してガス化できるであろう。

液体燃料、つまりオリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）もしくは重油は、燃料を粉砕するための粉砕器が必要ではないし、適当なガス状輸送媒体も必要ではないので、ガス化プロセスにおける取り扱いが石炭より簡単である。

別の態様では、重油、すりマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）、石炭もしくはガス化燃料の外部加圧炉燃焼を使用して、熱い燃焼ガスを製造し、それを高温バルブの制御下で圧縮機の膨張チャンバーに入れることができる。

ＥＨＣＡＴシステムに関連して、オリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）、重油もしくは石炭はメインヒーターで燃焼させ、熱動力圧縮機のために動作流体を加熱することかてきるであろ九メインヒーターは予熱された大気において燃料を燃やすために配置される加圧されない炉を含んでもよく、更に熱交換器を含んでもよく、それを通して熱動力圧縮機からの予熱された圧縮空気であってよい動作流体が送られてもよい。予熱された圧縮空気は炉からの熱により加熱され、非常に熱い圧縮空気として膨張チャンバーに噴射され、ピストンを駆動する。

燃料か何等かの形態のガス化を受ける場合、燃焼段階に先立ち硫黄を取り除くことが好ましい。ガス化後かつ燃焼前の硫黄の除去は、ガスの体積が非常に小さいので好都合である。更に、硫黄は石膏としてよりはむしろ元素の形態で抽出されやすい。これは製品材料の質量か非常に小さいことを意味する。他方、燃料がガス化されていない場合、燃焼プロセスからの排気ガスは大気中に出される前に脱流をうけるへきである。

可能な場合、熱動力圧縮機の燃焼室における燃料の直接燃焼か、燃料かガス化゛　されていようとなかろうと、外部炉の使用より、一般的に好ましいであろう。

ガス化燃料により生成される燃焼ガスは一般に固体もしくは重液体燃料の直接燃焼から得られるものよりクリーンである。しかしなから、これら２つの方法の選択は、相対費用及び環境上の認容性に大きく依存するであろう。

バイオマス及び家庭からの廃棄物も、適当な形態で準備されれば、燃料として使用できる。一般には家庭からの廃棄物もしくはほとんどの形態のバイオマスを、粉砕石炭の場合のように、サブミリサイズの粒子に粉砕することは実用的ではないか、バイオマスか粒子かかなりの程度の燃焼を達成できるのに充分な小ささである場合には、適切にデザインされた内部燃焼システムにおいて燃やすことかできるであろう。あるいはその代わりに、バイオマスをガス化することかできよう。

例えば、１つの態様において、ガス化か連続プロセスとして発生することかできる固定床もしくはおそらく流動床において、バイオマスを外部てガス化することかできるであろう。酸素または空気のいずれかを使用できるであろう。ガス化生成物の化学的エネルギーを最大にし、ガス化段階の熱発生を最小にすることか望ましいてあろう。ガス化の熱は熱交換器により、等温圧縮された空気に移され、その後膨張させてシステムの電力出力を増加させることかできよう。ガスは天然ガスに使用されるものと同様に、ＩＣＣＡＴシステムにおいて燃焼されるである上述したように、石炭、重油、オリマルジョン（ｏｒｉｍｕｌｓｉｏｎ）　、もしくはバイオマス等の燃焼圧縮機において使用されるガス化燃料は魅力的な選択であるかもしれない。図２４は内部燃焼圧縮機及び空気タービンの＋！Ｉｙｉ様の統合ガス化及び電力サイクルへの応用を示す。図２４において、熱動力圧縮機はスプレー液体回収及び冷却システムと共に、図１７及び１８に関連して前述しており、垂直に往復する重い固体ピストンを含む。同し構成部材は同し番号で示す。

ガス化プラントは燃焼圧縮機６００により製造される冷たい圧縮空気の一部を受け取るため、水分分離器６８０の出力に接続される空気分離ユニット６５２を含む。空気分離ユニットは加圧窒素と加圧酸素の両方を生成する。空気分離ユニット６５２は加圧酸素をガス化装置６５４に供給するように配置され、そこで酸素は粉砕石炭（もしくは他の燃料）を、他のガスの中でも一酸化炭素と水素を含有する未加工の燃料ガスに変換するために使用される。容器６５３はガス化装置６５４の下に接続されて、ガス化プロセスによって作られたスラグを集める。冷却ジャケット６５５がガス化装置６５４とスラグ収集容器６５３のまわりに配置され、冷却流体かガス化装置の壁のまわりを循環し、ガス化プロセスによって生じた熱か回収されるようにする。この態様では、空気分離ユニット６５２において生成される加圧窒素か冷却流体として作用し、空気分離ユニット６５２から産出される窒素か冷却ジャケラｌ−６５５の下部部分に接続される。熱い圧縮窒素出口かガス化装置冷却ジャケットの最上部近くに設けられ、空気タービン６７２の入力に直接接続される。このように、ガス化装置からの熱はそれか好都合に有益な電力に変換されるような形態で回収される。

ガス化装置６５４の未加工の燃料ガス出力は、ガス対空気熱交換器６５６に接続され、そこで未加工のガスは空気分離ユニッｌ−６５２からの加圧窒素の供給によって冷却される。ガス対空気熱交換器６５６を出る熱い圧縮窒素は空気タービン６７２に向けられ、そこで膨張されて有益な機械力を作り出す。ガス対空気熱交換器６５６の未加工のガス出力は、灰サイクロン６５８に接続され、そこで未加工のガスは灰を取り除くために処理される。灰サイクロン６５８からの処理されたガスは、未加工のガス対きれいなガス熱交換器６６０を介して硫黄除去ユニット６６２に向けられ、未加工のガスは硫黄除去ユニットを出るきれいな燃料ガスで冷却されてから硫黄除去ユニット６６２へ導入される。未加工のガス対きれいなガス熱交換器６６０を出るきれいな燃料ガスは、燃焼室６０３における燃焼のため燃料噴射口６２７を介して燃焼圧縮機６００の燃焼室に向けられる。燃焼圧縮機において製造される等温圧縮された空気の一部は、必要ならば、ガス化プロセスからの熱を回収するため、加圧窒素を補うために使用できる。

このガス化計画は以下の要素の結果として、現行のデザインよりかなり高度の能率を伝えることが期待される。空気分離ユニット、燃焼及び冷却のために必要な加圧された空気は等温圧縮されるので、必要とされる圧縮仕事が少なくなる。

ガス化熱は、統合ガス化電力プラント用の現行のデザインにおいて通常可能である以上の高温で使用出来る方法で回収される。更に、ＩＣＣＡＴ燃焼室におけるガス化燃料の使用は、きれいな燃料ガスの電力への変換能力を増加させる。

選択的な態様では、ガス化サイクルは、ガス化プロセスにおいて、またガス化装ｆｌｆ６５４の下流の熱交換器６５６における熱の除去のために、等温圧縮空気を使用することにより、空気分離なしに実行される。しかしながら、燃料の燃料ガスへの変換は空気を使用する場合は非能率的であり、ガス化装置への空気の導入に先立ち、等温圧縮された空気を予熱することが重要であろう。

ガス化サイクルにおいて酸素を使用することの主な利点は、燃料中の炭素の一酸化炭素へのより完全な変換を達成することを可能にすることである。高温のガス化は更に、ガス化から空気タービンへの熱回収プロセスを通して、熱の機械エネルギー及び電気エネルギーへのより効果的な変換を可能にするであろう。別の態様では、燃焼プロセスにおいて空気よりも酸素を使用することか好都合であろう。これはＮＯｘの生成量を燃料中の窒素により生じる量に制限するであろう。

空気中において燃やされる石炭の燃焼生成物に対しては、水の凝縮のための露点は約３８°Ｃであり、それはこの水を凝縮させ、潜熱を回収する可能性をほとんと提供しない。酸素中で燃やす石炭の場合、露点は約６７°Ｃであり、空気分離ユニットからの圧縮窒素の一部を、例えば空気タービンにおいて予熱するために潜熱を使用する機会がある。更に、酸素中で燃やす石炭の場合、除去される硫黄や凝縮される水等の汚染物質を含む燃焼生成物はほぼ完全に二酸化炭素になる。

環境上の理由から、二酸化炭素を回収することが必要であると考えられる場合には、ガスは適切な形態になる。

燃料のガス化は更に、等温圧縮機及びガスタービンサイクルにおいて実施できる。図２５は統合ガス化及び電力プラントにおけるガス駆動等温圧縮機の態様を示す。等温圧縮機の特定の態様は図５に関連して前述してあり、８００を足した同様の番号か同様の部品を示す。特に、等温圧縮機は、下部チャンバー８１１の上に垂直に配置された上部チャンバー８０９、及び各チャンバー間を垂直に自由に振動する重い固体ピストンを含む。上部チャンバーはバルブ８２５により制御される熱い圧縮空気入口ボート８２１、バルブ８１７により制御される圧縮空気出口ボート８１３、及びスプレー噴射口８３７を存する。下部チャンバーは下向きの方向のピストンの運動エネルギーを上向きの方向への運動エネルギーに変換するための手段を提供する密閉されたガスを含む。水回収及び冷却システムは、　゛図５に関連して説明したものと同じであり、圧縮ガス出口ポートに接続される水分分離器８４７、復帰線８５３を介して水分分離器に接続されるクーラー８４５、及びクーラー８４５とスプレー噴射口８３７の間に接続される噴射ポンプ８３４を含む。等温圧縮チャンバー８０９の圧縮ガス入口ボート８２１は回転式圧縮機８６１の出力に接続され、それは熱い圧縮空気を供給して等温圧縮機８０１を駆動する。

等温圧縮機において生成される冷たい圧縮空気は、水分分離器８４７を介して圧縮空気出口ボート８１３から引き出され、本質的に３方向に向けられる。冷だい圧縮空気の一部はガス化のために使用され、初期において空気分離ユニット８６９に向けられ、そこで圧縮空気か加圧窒素と酸素に分離される。冷たい圧縮空気の一部は燃焼室８５７に向けられ、そこで燃やされて熱い高圧ガスを生成し、ガスタービン８５９を駆動する。ガスタービンは主発電機８６３を駆動するために配置される。燃焼室８５７に導入される前に、等温圧縮機からの冷たい圧縮空気はガス対空気ヒーター８５５においてガスタービンからの排気ガスで予熱される。

一般に、ガスタービンからの排気ガスには、燃焼室８５７における燃焼のために冷たい圧縮空気を予熱するのに必要である以上の利用可能な熱が存在するてあろう。従って、等温圧縮機からの冷たい圧縮空気の更なる一部は、ガス対空気ヒーター８５５において予熱され、この過剰熱を回収し、この予熱された圧縮空気は空気タービン８６５に向けられ、そこで膨張して第２の発を機８６７を駆動する。

ガス化プラントは図２４において示したＢ様に関連して説明したものと同様であり、水分分離器８４７の出力に接続される空気分離ユニット８６９を含む。空気分離ユニット８６９において生成される加圧酸素は、ガス化装置１１８７１に向けられ、そこで粉砕石炭もしくは他の燃料かガス化される。容器８７３かガス化装置の下に接続されて、ガス化プロセスからのスラグを集める。ガス化装置８７１及びスラグ収集容器８７３は冷却ジャケット８７２により囲まれる。ガス化装置はガス対空気熱交換器８７５に接続されるガス化燃料出口を有する。空気分離ユニッｌ−８６９からの加圧窒素は、ガス化装置の壁を冷却し、過剰熱を回収するため、ガス化装置８７１を取り囲む冷却ジャケットに向けられ、更にガス対空気熱交換器８７５を通過して、ガス化装置からの未加工の燃料ガスを冷却する。

冷却ジャケット及び熱交換器からの熱い圧縮窒素は空気タービン８６５の入力に向けられ、そこでガス対空気ヒーター８５５からの熱い圧縮空気と共に膨張する。ガス対空気熱交換器８７５の冷たい未加工のガス出口側は、灰サイクロン８７７、未加工のガス対きれいなガス熱交換器８７９及び硫黄除去ユニット８８１を含む燃料ガス洗浄システムを介して、燃焼室８５７に接続される。ガス対空気熱交換器８７５からの未加工のガスは、未加工のガスから灰を取り除くために灰サイクロン８７７に送られる。燃料ガスはその後未加工のガス対きれいなガス熱交換器８７９を介して硫黄除去ユニット８８１に送られ、そこで燃料ガスは硫黄除去ユニットを出るきれいな燃料ガスによって冷却される。このきれいな燃料ガスは未加工のガス対きれいなガス熱交換器８７９を通った後、燃焼室８５７に直接供給され、そこでガス対空気熱交換器８５５からの予熱された圧縮空気で燃焼される。

１ＳＯＣＴ統合ガス化サイクルは、価格か安ければ、ＩＣＣＡＴ統合ガス化サイクルより好ましいてあろう。ｌ５ＯＣＴガス化サイクルにおいて実装される空気タービン８６５と連合する発電８１８６７は、ガス化熱か空気タービンにおいて回収されるので、全出力の大部分を製造する。ＩＣＣＡＴ統合ガス化サイクルと同様に、空気分離ユニットはｌ５ＯＧＴ統合ガス化サイクルにおいても省略することかできる。

熱動力圧縮機を使用するエネルギー蓄積／回収方法ガス駆動及び液体駆動等温圧縮機に関連して」二連したように、熱駆動圧縮機を組み込む発電所においてエネルギー蓄積のための設備を含むことか好都合であろう。電力の低需要期には、大部分の等温［縮ガス（それか空気であっても、なくても）か廃止鉱山または油井等の大きな空洞に蓄えられる。電力需要が高い時には、冷たい圧縮ガスか空洞から放出され、圧縮機により製造されるものを補う。

エネルギー蓄積の別の方法は、外部電力需要か低い時には水を冷蔵及び冷凍し、この「冷たい」蓄積分を需要が高い時の電力出力を増すために使用することである。

図２６は、エネルギーを圧縮ガスの形態もしくは氷の形態て蓄積する施設を含む、発電及びエネルギー蓄積結合プラントの１態様を示す。この態様では、圧縮ガスは空気であり、圧縮機は等温燃焼圧縮機である。

燃焼圧縮機７５０は冷たい圧縮空気を生成し、少なくともその一部はガス対空気熱交換器７５１に送られ、そこで圧縮機からの熱い排気ガスで予熱されてから燃焼室に噴射される。電力は、大気を断熱圧縮し、圧縮空気を発電機７５５を駆動する空気タービン７５３を通して膨張させることにより、圧縮機から引き出される。燃焼圧縮機７５０は断熱／等温圧縮されるガスの相対的割合を制御する手段を含む。燃焼圧縮機か図１７．１８に関連して説明した形態を有する場合、断熱圧縮される空気の量は、単に断熱空気出口バルブのタイミングを調整することにより制御される。この出口バルブか早く閉しられると、空気タービンに送られる空気か少なくなり、利用できるエネルギーの大部分が等温圧縮に使用される。

空気タービンへの空気の流れを増加させるためには、断熱出口バルブに対する逆の調節か行われる。同じピストンのストロークを維持するためには、例えばチャンバーからのガスの放出またはチャンバーにガスを入れるために制御されるバルブをバウンスチャンバーに含めることにより、バウンスチャンバーにおけるガス質量を減らすことか必要である。

電力の低需要期には、等温圧縮空気の大部分は燃焼圧縮機を駆動するために必要である以上に生成され、過剰の冷たい圧縮空気はそれを蓄える大きな空洞７５７に向けられる。そして、電力の高需要期には、燃焼圧縮機７５０において利用できる電力のほとんどは、空気タービン７５３を駆動するために空気を断熱圧縮するために使用される。燃焼に必要な等温圧縮された空気は燃焼圧縮機と大きな空洞７５７の両方から提供される。

発電及びエネルギー蓄積プラントは更に氷／水貯蔵タンク７６１、及び貯蔵された水を冷却または凍らせる冷凍システム７６３を含む。前述したように、等温圧縮中にスプレー液体に移される熱は、通常は冷却システム７５９により圧縮機から引き出される。低需要期には、冷凍システム７６３は水を熱貯蔵タンク７６１において好ましくは水の氷点より低い温度に冷却して、氷を形成する。電力需要が高い時には、冷凍システムか切られて、正味電力出力を最大にし、液体スプレーの冷却は一部分外部冷却システム７５９により、一部が蓄えられた氷を溶かすことによって提供される。最大需要は通常昼間の間であり、周囲温度が高ければ、氷が溶けて等温圧縮のために冷たい水を提供できるであろう。高い周囲温度に対して熱を排除しなければならないであろう外部プラント冷却システム、７５９は、この時期には使用てきないか、あるいは減少した能力で使用されるであろう。このシステムの魅力は、氷の貯蔵か電力需要が低く、周囲温度も低い夜間に行われることである。この場合、圧縮機は全能力で運転でき、過剰電力は水を凍らせて氷を作るために使用される。最大需要の時期に放出されるためにエネルギーか蓄えられるだけでなく、最大需要時に冷たいスプレーの温度を低下させることにより、システムの全体的な熱効率が改善されるので、これは二重の利点を与える。

図２６において点線はエネルギー蓄積または冷却プラントにおける特定の構成部材か一時期だけに使用されることを示す。圧縮空気蓄積方法及び氷−水蓄積方法はお互いに独立している。プラントはいずれの蓄積方法も組み込むことかでき、あるいはその両方を組み込むことかできる。

特定の態様に関連して説明してきた特徴は池の態様にも含むことができる。更に、特定の態様に関連して説明してきたガス圧縮機を駆動する様々な方法を含む、様々な運転サイクルの基本は他の態様にも応用てきる。説明した態様に対する修正及び運転サイクルに対する修正は当業者にとって自明であろう。

（以下、余白）／陀へｆ７タダ７７り汐Ｊ。

７タｉ／〆特表千７−５０７３７０　（３５）／４りにダ／λりだ！’６：Ｍ　大気への空気排気フロントページの続き（３１）優先権主張番号　９２１５４０４．６（３２）優先日　１９９２年７月２０日（３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９３０４８５３．６（３２）優先日　１９９３年３月１ｏ日

Claims

【特許請求の範囲】１．圧縮されるガスを入れるチャンバー、チャンバー内のピストン、及びガスを圧縮するためピストンをチャンバー内に動かす手段、チャンバー内で圧縮中のガスを冷却するためチャンバー内に液体のスプレーを形成する手段、及び圧縮ガスをチャンバーから出すためのバルブ手段を含むガス圧縮機において、前記ピストンを動かす手段は、流体に蓄積された駆動エネルギーをピストンに直接伝えるための手段を含んでいる、ガス圧縮機。２．前記ピストンに連結される運動エネルギー蓄積手段を含み、それに対して充分な運動エネルギーが付与され、前記ピストンが前記ガスを圧縮することができるようになっている、請求項１に記載のガス圧縮機３．前記運動エネルギー蓄積手段が前記ピストンと共に同相で移動するように配置された質量を含む、請求項２に記載のガス圧縮機。４．前記質量は前記ピストンによって提供される、請求項３に記載のガス圧縮機。５．ピストンに１方向の運動を付与するために用いられる運動エネルギーを、ピストンに他方向への運動を付与するための運動エネルギーに変換する手段を含む、請求項２ないし４のいずれかに記載のガス圧縮機。６．前記変換手段はピストンに運動を付与するために用いられる運動エネルギーを位置エネルギーに変換する手段を含む、請求項５に記載のガス圧縮機。７．前記運動エネルギーを位置エネルギーに変換する手段は、前記ピストンの運動によって垂直に変位するように配置される質量を含む、請求項６に記載のガス圧縮機。８．前記質量は前記ピストンによって提供される、請求項７に記載のガス圧縮機。９．第２のチャンバーと第２のピストンを含み、各々が前記ピストンの前記チャンバー内への運動と同時に、前記第２のピストンが前記第２のチャンバー内へと移動するように配置されている、請求項５ないし８のいずれかに記載のガス圧縮機。１０．第２のチャンバーと第２のピストンを含み、各々が前記ピストンの前記チャンバー内への運動と同時に、前記第２のピストンが前記第２のチャンバー外へ動くように配置されている、請求項５ないし９のいずれかに記載のガス圧縮機。１１．前記第１と第２のピストンが共に単一体から成っている、請求項１０に記載のガス圧縮機。１２．前記変換手段が前記第２のチャンバーに含まれるガス体を含む、請求項５ないし８のいずれかに従属する請求項１０または１１に記載のガス圧縮機。１３．液体を包含するとともに、前記ピストンを形成するダクトを含むための包含手段を含む、請求項１ないし１２のいずれかに記載のガス圧縮機。１４．前記包含手段は略Ｕ字型のダクトとして形成されている、請求項１３に記載のガス圧縮機。１５．前記チャンバーはＵ字型ダクトの一方のアームにある、請求項１４に記載のガス圧縮機。１６．前記第２のチャンバーは前記ダクトの他方のアームにある、請求項１０に従属する請求項１１ないし１５のいずれかに記載のガス圧縮機。１７．固体材料を含み、前記液体ピストンと前記チャンバー間の前記ダクトの中に配置されるピストンを含む、請求項１３ないし１６のいずれかに記載のガス圧縮機。１８．固体材料を含み、前記チャンバーから離れた前記液体ピストンの側にあるダクトの中に配置されるピストンを含む、請求項１３ないし１７のいずれかに記載のガス圧縮機。１９．固体材料を含む前記ピストンは液体ピストン中の液体より高い密度を持っている、請求項１７または１８に記載のガス圧縮機。２０．前記固体ピストン及び前記ダクトの一方は、前記固体ピストンと前記ダクト間の液体の流れを制御または防止するためのシーリング手段を含む、請求項１７ないし１９のいずれかに記載のガス圧縮機。２１．前記ピストンは固体材料を含む、請求項１から１２のいずれかに記載のガス圧縮機。２２．前記ピストン及び前記チャンバーは、前記ピストンの前記チャンバー内への運動が実質的に垂直な面内にあるように配置されている、請求項２１に記載のガス圧縮機。２３．前記ピストン及び前記チャンバーは、前記ピストンの前記チャンバー内への運動が実質的に水平な面内にあるように配置されている、請求項２１に記載のガス圧縮機。２４．前記チャンバーに対する前記ピストンの運動を容易にするため適合される、前記ピストンを支えるための低摩擦軸受け手段を更に含む、請求項２３に記載のガス圧縮機。２５．前記チャンバーは前記ピストンの前記チャンバー内への直線運動のために適合されている、請求項１ないし２４のいずれかに記載のガス圧縮機。２６．駆動エネルギーを伝える前記手段は、前記第２のピストンを前記第２のチャンバー外へ移動させるため、熱い圧縮ガスを前記第２のチャンバー内に入れるよう操作できる第２のバルブ手段を含む、請求項９または１０、または、請求項１２ないし２５のいずれかに記載のガス圧縮機。２７．前記第２のチャンバーにおけるガス膨張の後、膨張ガスが前記第２のチャンバー内へのピストンの運動によって第２のチャンバーから出ることができるように操作できる第３のバルブ手段を含む、請求項２６に記載のガス圧縮機。２８．全ての膨張ガスが前記第２のチャンバーから出てしまう前に、前記第３のバルブ手段を閉じるために配置されるバルブ制御手段を含む、請求項２７に記載のガス圧縮機。２９．前記第２のチャンバー内への前記ピストンの運動による、前記第２のチャンバーにおけるガス圧縮の後、圧縮ガスが前記第２のチャンバーから引き出されるように操作できる第３のバルブ手段を含む、請求項２６に記載のガス圧縮機。３０．前記第２のチャンバーにおいて、圧縮中にガスを冷却するために、液体のスプレーを形成する手段を含む、請求項２９に記載のガス圧縮機。３１．前記第２のバルブ手段によって導入された熱い圧縮ガスの前記第２のチャンバーにおける膨張の後、前記第２のチャンバーから出る方向への前記第２のピストンの速度がゼロになる前に、付加的な低圧ガスを引き込むために操作できる第４のバルブ手段を含む、請求項２９または３０に記載のガス圧縮機。３２．前記駆動エネルギーを伝える手段は更に、前記ピストンを前記チャンバー外へ移動させるために、前記チャンバーに熱い圧縮ガスを入れるように操作できる更なるバルブ手段を含む、請求項１ないし３１のいずれかに記載のガス圧縮機。３３．前記更なるバルブ手段によって導入された熱い圧縮ガスの前記チャンバーにおける膨張の後、前記チャンバーから出る方向への前記ピストンの速度がゼロになる前に、付加的な低圧ガスを引き込むために操作できるバルブ手段を含む、請求項３２に記載のガス圧縮機。３４．前記駆動エネルギーを伝える手段は、前記第２のチャンバーに燃焼しやすい燃料混合物を提供する手段を含み、それによってその燃焼が前記駆動エネルギーを伝える、請求項９または１０、または、請求項９または１０に従属する請求項１１ないし２５のいずれかに記載のガス圧縮機。３５．前記駆動エネルギーを伝える手段は、圧縮ガスを前記第２のチャンバーに入れる手段、及び、前記第２のチャンバーにおいて前記ガスを加熱するため、熱い液体のスプレーを形成する手段を含む、請求項９または１０、または、請求項９または１０に従属する請求項１１ないし２５のいずれかに記載のガス圧縮機。３６．前記駆動エネルギーを伝える手段は、ガス化のために反応ガスと共にガス生成媒体を前記第２のチャンバーに入れる手段を含む、請求項９または１０、または、請求項９または１０に従属する請求項１１ないし２５のいずれかに記載のガス圧縮機。３７．前記駆動エネルギーを伝える手段は、熱い圧縮ガスを前記第２のチャンバーに入れる手段を含む、請求項９または１０、または、請求項９または１０に従属する請求項１１ないし２５のいずれかに記載のガス圧縮機。３８．前記第２のチャンバーにおけるガス膨張の後、前記第２のチャンバーからガスを引き出すためのバルブ手段を含む、請求項３４ないし３７のいずれかに記載のガス圧縮機。３９．前記駆動エネルギーを伝える手段は、前記チャンバーから前記第２のチャンバーに圧縮ガスを供給するための手段を含む、請求項３８に記載のガス圧縮機。４０．前記チャンバーからの圧縮ガスを前記第２のチャンバーからのガスで予熱するために配置される熱交換器手段を含む、請求項３８または３９に記載のガス圧縮機。４１．ガスタービンと共同し、かつこのガスタービンを駆動させるために前記熱交換器手段を出る予熱された圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項４０に記載のガス圧縮機。４２．圧縮されるガスを入れる第３のチャンバーと、第３のピストンとを含み、第３のピストンの前記第３のチャンバーへ入る動きによって前記ガスを圧縮し、更に圧縮ガスが前記第３のチャンバーから引き出されるようにするバルブ手段を含む、請求項２６ないし４１のいずれかに記載のガス圧縮機。４３．前記第３のチャンバー及び前記第３のピストンは、前記第２のピストンが前記第２のチャンバー外へ動く時に、前記第３のピストンが前記第３のチャンバー内へと動くように配置される、請求項４２に記載のガス圧縮機。４４．前記第２のピストン及び前記第３のピストンは共に単一体から成っている、請求項４２または４３に記載のガス圧縮機。４５．前記ピストン及び前記第３のピストンは各々固体材料を含む、請求項４４に記載のガス圧縮機。４６．前記ピストンと前記第３のピストンを共に接続する接続手段を含む、請求項４５に記載のガス圧縮機。４７．前記接続手段は固体材料を含む前記第２のピストンを含む、請求項４６に記載のガス圧縮機。４８．ガスタービンと共同し、かつこのガスタービンを駆動させるために前記第３のチャンバーからの圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項４２ないし４７のいずれかに記載のガス圧縮機。４９．第４のチャンバー及び第４のピストンを含み、各々が前記第２のピストンが前記第２のチャンバー内へと動くと同時に、前記第４のピストンが前記第４のチャンバー外へ動くように配置される、請求項４２ないし４８のいずれかに記載のガス圧縮機。５０．前記駆動エネルギーを伝える手段は、前記第４のチャンバーに燃焼しやすい燃料混合物を提供する手段を含み、それによりその燃焼が前記第４のピストンを前記第４のチャンバー外へ移動させるようになっている、請求項４９に記載のガス圧縮機。５１．前記駆動エネルギーを伝える手段は、圧縮ガスを前記第４のチャンバーに入れる手段、及び前記第４のチャンバーにおいて前記ガスを加熱するため、熱い液体のスプレーを形成する手段を含む、請求項４９に記載のガス圧縮機。５２．前記駆動エネルギーを伝える手段は、ガス化のために反応ガスと共にガス生成媒体を前記第４のチャンバーに入れる手段を含む、請求項４９に記載のガス圧縮機。５３．前記駆動エネルギーを伝える手段は、熱い圧縮ガスを前記第４のチャンバーに入れる手段を含む、請求項４９に記載のガス圧縮機。５４．第５のピストンと、前記第５のピストンの第５のチャンバー内へ入る動きによって圧縮されるガスを入れる第５のチャンバーとを更に含み、前記第５のピストン及び前記第５のチャンバーは、前記第２のピストンが前記第２のチャンバー内へと移動すると同時に、前記第５のピストンが前記第５のチャンバー内へと移動するように配置され、この圧縮機は更に圧縮ガスが前記第５のチャンバーから引き出されるようにするバルブ手段を含む、請求項４９ないし５３のいずれかに記載のガス圧縮機。５５．ガスタービンと共同し、かつこのガスタービンを駆動させるために前記第５のチャンバーからの圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項５４に記載のガス圧縮機。５６．第６のピストンと、前記第６のピストンの第６のチャンバー内へ入る動きによって圧縮されるガスを入れる第６のチャンバーとを含み、前記第６のピストン及び前記第６のチャンバーは、前記第２のピストンが前記第２のチャンバー内へと移動すると同時に、前記第６のピストンが前記第６のチャンバー内へと移動するように配置され、この圧縮機は更に、第６のチャンバーにおいて圧縮中のガスを冷却するため、液体のスプレーを形成する手段と、更に圧縮ガスが前記チャンバーから引き出されるようにするバルブ手段を含む、請求項５４または５５に記載のガス圧縮機。５７．前記駆動エネルギーを伝える手段は、前記第６のチャンバーから前記第２及び／又は第４のチャンバーへと圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項５６に記載のガス圧縮機。５８．前記第６のチャンバーからの圧縮ガスを前記第２及び／又は第４のチャンバーからのガスで予熱するために配置された熱交換器を含む、請求項５６または５７に記載のガス圧縮機。５９．ガスタービンと共同し、かつこのガスタービンを駆動させるために前記熱交換器手段を出る予熱された圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項５８に記載のガス圧縮機。６０．２またはそれ以上の前記ピストンが縦に一列に配置されている、請求項４２ないし５９のいずれかに記載のガス圧縮機。６１．２またはそれ以上の前記ピストンが各々のチャンバーへの／からの運動方向に対して水平に一定間隔を置いて配置されている、請求項４２に記載のガス圧縮機。６２．更に、圧縮されるガスを入れる第３のチャンバーと、第３のチャンバー内の第３のピストン、及びガスを圧縮するため前記第３のチャンバー内へと第３のピストンを駆動させる手段と、前記第３のチャンバーから圧縮ガスが引き出されるようにするバルブ手段、及び前記第３のチャンバーから前記チャンバー及び／又は前記第２のチャンバーへと圧縮ガスを供給する手段とを含む、請求項２６ないし３３のいずれかに記載のガス圧縮機。６３．前記第３のピストンに連結される第２の運動エネルギー蓄積手段を含み、それに対して充分な運動エネルギーが付与され、前記第３のピストンが前記ガスを圧縮することができるようになっている、請求項６２に記載のガス圧縮機。６４．前記第２の運動エネルギー蓄積手段が前記第３のピストンと共に同相で移動するように配置された質量を含む、請求項６３に記載のガス圧縮機。６５．前記質量は前記第３のピストンによって提供される、請求項６４に記載のガス圧縮機。６６．前記第２の運動エネルギー蓄積手段に運動エネルギーを付与する手段を含む、請求項６３ないし６５のいずれかに記載のガス圧縮機。６７．第３のピストンに１方向の運動を付与するために用いられる運動エネルギーを、第３のピストンに他方向への運動を付与するための運動エネルギーに変換する手段を含む、請求項６３ないし６７のいずれかに記載のガス圧縮機。６８．前記変換手段は第３のピストンに運動を付与するために用いられる運動エネルギーを位置エネルギーに変換する手段を含む、請求項６７に記載のガス圧縮機。６９．前記運動エネルギーを位置エネルギーに変換する手段は、前記第３のピストンの運動によって垂直に変位するように配置される質量を含む、請求項６８に記載のガス圧縮機。７０．前記質量は前記第３のピストンによって提供される、請求項６９に記載のガス圧縮機。７１．第４のチャンバーと第４のピストンを含み、各々が前記第３のピストンの前記第３のチャンバー内への運動と同時に、前記第４のピストンが前記第４のチャンバー内へと移動するように配置される、請求項６２ないし７０のいずれかに記載のガス圧縮機。７２．前記第３と第４のピストンが共に単一体から成っている、請求項７１に記載のガス圧縮機。７３．第５のチャンバーと第５のピストンを含み、各々が前記第３のピストンの前記第３のチャンバー内への運動と同時に、前記第５のピストンが前記第５のチャンバー外へ動くように配置される、請求項７１または７２に記載のガス圧縮機。７４．前記変換手段が前記第５のチャンバーに含まれるガス体を含む、請求項６７ないし７０のいずれかに従属する請求項７３に記載のガス圧縮機。７５．前記第３のピストンが固体材料を含む、請求項７１ないし７４のいずれかに記載のガス圧縮機。７６．前記第３のピストン及び前記第３のチャンバーは、前記第３のピストンの前記第３のチャンバー内への運動が実質的に垂直な面内で行われるように配置される、請求項７５に記載のガス圧縮機。７７．前記第３のピストン及び前記第３のチャンバーは、前記第３のピストンの前記第３のチャンバー内への運動が実質的に水平な面内で行われるように配置される、請求項７５に記載のガス圧縮機。７８．前記第３のチャンバーに対する前記第３のピストンの運動を容易にするため適合される、前記第３のピストンを支えるための低摩擦軸受け手段を更に含む、請求項７７に記載のガス圧縮機。７９．前記第３のチャンバーは前記第３のピストンの前記第３のチャンバー内への直線運動のために適合されている、請求項７１ないし７８のいずれかに記載のガス圧縮機。８０．前記第３のピストンを駆動させる手段は、流体に蓄積された駆動エネルギーを前記第３のピストンに直接伝える手段を含む、請求項７１ないし７９のいずれかに記載のガス圧縮機。８１．駆動エネルギーを前記第３のピストンに伝える前記手段は、前記第４のチャンバーに燃焼しやすい燃料混合物を提供する手段を含み、それによりその燃焼が前記駆動エネルギーを伝えるようになっている、請求項８０に記載のガス圧縮機。８２．駆動エネルギーを前記第３のピストンに伝える前記手段は、圧縮ガスを前記第４のチャンバーに入れる手段、及び前記第４のチャンバーにおいて前記ガスを加熱するため、熱い液体のスプレーを形成する手段を含む、請求項１０３ないし１１８のいずれかに記載のガス圧縮機。８３．駆動エネルギーを前記第３のピストンに伝える前記手段は、ガス化のために反応ガスと共にガス生成媒体を前記第４のチャンバーに入れる手段を含む、請求項８０に記載のガス圧縮機。８４．駆動エネルギーを前記第３のピストンに伝える前記手段は、熱い圧縮ガスを前記第４のチャンバーに入れるために操作できるバルブ手段を含み、それによってその膨張が前記駆動エネルギーを伝えるようになっている、請求項８０に記載のガス圧縮機。８５．駆動エネルギーを前記第３のピストンに伝える前記手段は、更に前記チャンバー及び前記第２のチャンバーのうちの少なくとも１つのチャンバーから圧縮ガスを前記第４のチャンバーに供給する手段を含む、請求項８１ないし８４のいずれかに記載のガス圧縮機。８６．前記チャンバー及び前記第２のチャンバーの内の少なくとも１つのチャンバーからの圧縮ガスを前記第４のチャンバーからのガスで予熱するために配置される熱交換器手段を含む、請求項８１ないし８５のいずれかに記載のガス圧縮機。８７．ガスタービンと共同し、かつこのガスタービンを駆動させるために前記熱交換器手段からの予熱された圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項８５または８６に記載のガス圧縮機。８８．ガスタービンと共同し、かつこのガスタービンを駆動させるために前記第３のチャンバーからの予熱された圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項６２ないし８７のいずれかに記載のガス圧縮機。８９．前記ガスタービンが空気タービンである、請求項４１、４８、５４、５９、８７または８８のいずれかに記載のガス圧縮機。９０．ダクト及びこのダクトの中に配置され、このダクトに沿って前記チャンバーへと駆動させるべく移動する更なるピストン、前記ダクトの一端に液体を入れるためのりザーバを含み、更にこの圧縮機は前記更なるピストンを前記ダクトに沿って駆動させるため、前記リザーバから前記ダクトヘの液体の流れを制御するために操作できるメインフローバルブ、及び、前記ダクトから液体を放出できるように、前記チャンバーにおけるガス圧縮の後、操作できる放出バルブ手段を含む、請求項２ないし２６のいずれかに記載のガス圧縮機。９１．圧縮されるガスを入れる第２のチャンバー、及びピストンの前記第２のチャンバー内へ入る動きによってガスを圧縮する第２のピストン、前記第２のピストンに連結される第２の運動エネルギー蓄積手段、それに対して充分な運動エネルギーが付与されて前記ピストンが前記ガスを圧縮できるようにし、更に第２のダクト、及び前記第２のダクトの中に配置され、このダクトに沿って移動し、前記第２のピストンを前記第２のチャンバーへと駆動させるための更なるピストンを含むガス圧縮機において、前記リザーバは前記第２のダクトの一端に置かれ、更にこの圧縮機は前記更なるピストンを前記第２のダクトに沿って駆動させ、それによって前記ガスを圧縮するために前記第２のピストンを前記第２のチャンバーへと駆動させるため、前記リザーバから前記第２のダクトヘの液体の流れを制御するために操作できる更なるメインフローバルブを含み、更に前記第２のダクトから液体を放出できるように、前記第２のチャンバーにおけるガス圧縮の後、操作できる更なる放出バルブ手段を含む、請求項９０に記載のガス圧縮機。９２．１または各々の前記バルブ放出手段を通して放出される液体を前記リザーバに戻す手段を含む、請求項９０または９１に記載のガス圧縮機。９３．前記液体を戻す手段はポンプを含んでいる、請求項９２に記載のガス圧縮機。９４．液体が各々のメインフローバルブを通って他のダクトに流れている時間の少なくとも一部の時間の間、前記ダクトの一方から放出された液体が前記リザーバに戻されるように、前記放出バルブの各々を制御する手段を含む、請求項９１に従属する請求項９２または９３に記載のガス圧縮機。９５．前記リザーバ内の液体に圧力をかける手段を含む、請求項９０ないし９４のいずれかに記載のガス圧縮機。９６．スプレーにおける液体として、前記液体ピストンからの液体を１または各々の前記スプレー形成手段に供給する手段を含む液体ピストンを含んでいる、請求項１ないし９５のいずれかに記載のガス圧縮機。９７．液体ピストンを具備するガス圧縮機において、液体ピストンにおける液体は１またはそれ以上の有機液体、無機液体、合成液体または水を含む、請求項１ないし９６のいずれかに記載のガス圧縮機。９８．少なくとも１つのチャンバーにおいて、液体ピストンの表面上に浮遊する固体材料の浮遊体を含む液体ピストンを具備する、請求項１ないし９７のいずれかに記載のガス圧縮機。９９．前記固体材料は多孔質材料である、請求項９８に記載のガス圧縮機。１００．スプレーにおいて使用される液体を冷却するための冷却手段を含む、請求項１ないし９９のいずれかに記載のガス圧縮機。１０１．スプレーにおける小滴の大きさを制御するための手段を含む、請求項１ないし１００のいずれかに記載のガス圧縮機。１０２．前記スプレー形成手段は、１または各々の前記チャンバー内のガスが圧縮されている間だけ作動するように時間調節されたポンプを具備する、請求項１ないし１０１のいずれかに記載のガス圧縮機。１０３．前記スプレー形成手段は、１または各々の前記チャンバー内のガスが圧縮されている間、制御された流量でスプレーを提供するように配置されている、請求項１ないし１０２のいずれかに記載のガス圧縮機。１０４．前記スプレー形成手段は、スプレーを形成する前に液体を加圧するため、容積式ポンプを具備している、請求項１ないし１０３のいずれかに記載のガス圧縮機。１０５．前記チャンバー及び第２のチャンバーの少なくとも１方に接続される混合チャンバー、この混合チャンバーにおいて液体スプレーを形成する手段、前記スプレーと混合するため前記混合チャンバーにガスを入れる手段、及び、前記チャンバー及び／又は前記第２のチャンバーにガス・スプレー混合物を入れるために操作できる手段を含む、請求項１ないし１０４のいずれかに記載のガス圧縮機。１０６．前記バルブ手段が付加的な低圧ガスを引き込むために操作できる前記バルブ手段を含む、請求項３１ないし３３のいずれかに従属する請求項１０５に記載のガス圧縮機。１０７．１の、またはもしある場合は各々の前記チャンバーから引き出された圧縮ガスから液体を抽出する手段を具備する、請求項１ないし１０６のいずれかに記載のガス圧縮機。１０８．前記液体を抽出する手段は水分分離器を含む、請求項１０７に記載のガス圧縮機。１０９．１または各々の前記スプレー形成手段に前記抽出手段からの液体を供給する手段を具備する、請求項１０７または１０８に記載のガス圧縮機。１１０．各々のチャンバーにおけるピストンの位置に応じて開閉するように、前記バルブ手段の１またはそれ以上を制御する手段を具備する、請求項１ないし１０９のいずれかに記載のガス圧縮機。１１１．チャンバーにおけるガスの圧力に応じて開閉するように、前記バルブ手段の１つまたはそれ以上を制御する手段を具備する、請求項１ないし１１０のいずれかに記載のガス圧縮機。１１２．所定の長さの時間開きまたは閉じるように、前記バルブ手段の１またはそれ以上を制御する手段を具備する、請求項１ないし１１１のいずれかに記載のガス圧縮機。１１３．所定の質量のガスがチャンバーを出るか、チャンバーに入った時に閉じるように、前記バルブ手段の１またはそれ以上を制御する手段を具備する、請求項１ないし１１２のいずれかに記載のガス圧縮機。１１４．前記チャンバーの少なくとも１つの端部及び／又は壁から熱を取り出す手段を具備する、請求項１ないし１１３のいずれかに記載のガス圧縮機。１１５．前記熱を取り出す手段は前記端部及び／又は壁に隣接して冷却流体を供給する手段を含む、請求項１１４に記載のガス圧縮機。１１６．前記供給手段は前記端及び／又は壁に隣接して形成される冷却ジャケットを含む、請求項１１５に記載のガス圧縮機。１１７．前記熱を取り出す手段は更に、スプレー形成手段を具備するチャンバーの少なくとも１つから冷たい圧縮ガスを前記冷却流体供給手段に供給する手段を含む、請求項１１５または１１６に記載のガス圧縮機。１１８．ガスタービンと共同し、かつこのタービンを駆動させるために前記熱を取り出した後、前記冷却流体供給手段からの圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項１１７に記載のガス圧縮機。１１９．他のチャンバーの少なくとも１つの壁を冷却するため、前記チャンバーからの冷たい圧縮ガスを供給する手段を含む、請求項１ないし１１８のいずれかに記載のガス圧縮機。１２０．前記熱交換器手段を具備し、更にこの熱交換器手段を出る冷たい排気ガスから液体を除去するために配置される水分除去手段を具備する、請求項１ないし１１９のいずれかに記載のガス圧縮機。１２１．前記水分除去手段を出る排気ガスを加熱するために配置される加熱手段を更に具備する、請求項１２０に記載のガス圧縮機。１２２．前記熱交換器手段を出る排気ガスを冷却するために配置されるクーラーを更に具備し、このクーラーを出る排気ガスから液体を除去する第２の水分除去手段を具備するガス圧縮機において、前記第２の水分除去手段を出る排気ガスを加熱するために前記加熱手段が配置されている、請求項１２１に記載のガス圧縮機。１２３．前記加熱手段は、前記クーラーからの排気ガスを前記熱交換器手段からの排気ガスで加熱するために配置される第２の熱交換器手段を具備する、請求項１２２に記載のガス圧縮機。１２４．回転式圧縮機もしくは往復機械式圧縮機と共同し、この圧縮機からの熱い圧縮ガスを前記第１及び第２のチャンバーの少なくとも１つに供給する手段を含む、請求項２６ないし３３のいずれかに記載のガス圧縮機。１２５．第１の温度の一定質量の圧縮ガスを第１の温度より低い第２の温度のより大きな質量の圧縮ガスに変換する変換器であって、請求項３１ないし３３のいずれかに記載のガス圧縮機を具備する、変換器。１２６．ガスタービン、冷たい圧縮ガスを生成する等温圧縮機、前記ガスタービンを出る熱い低圧ガスによって冷たい圧縮ガスを予熱するために配置される熱交換器、前記予熱された圧縮ガスから熱い高圧ガスを発生させる主ヒーター、及び、前記タービンを駆動させるために熱い高圧ガスを供給する手段を含む、ガスタービンプラント。１２７．前記主ヒーターは予熱された加圧ガスの中で燃料を燃焼させ、熱い高圧ガスとして燃焼ガスを生成する燃焼室を具備する、請求項１２６に記載のガスタービンプラント。１２８．前記主ヒーターは外部熱源を含む、請求項１２６に記載のガスタービンプラント。１２９．前記冷たい圧縮ガスの一部をその冷却のためにガスタービンブレードに供給する手段を具備する、請求項１２６ないし１２８のいずれかに記載のガスタービンプラント。１３０．更なるガスタービン、及び前記予熱手段からの予熱された圧縮ガスの一部を前記更なるガスタービンに供給する手段を具備する、請求項１２６ないし１２９のいずれかに記載のガスタービンプラント。１３１．第３のガスタービン、前記更なるガスタービンを出る熱い低圧ガスによって冷たい圧縮ガスの一部を予熱するための第２の熱交換器手段、及び前記第３のガスタービンを駆動させるために前記第２の熱交換器手段からの予熱された圧縮ガスを供給する手段を具備する、請求項１３０に記載のガスタービンプラント。１３２．前記第３のガスタービンは空気タービンである、請求項１３１に記載のガスタービンプラント。１３３．前記更なるガスタービンは空気タービンである、請求項１３０ないし１３２のいずれかに記載のガスタービンプラント。１３４．前記等温圧縮機を駆動させるために熱い圧縮ガスを供給するための圧縮機を具備する、請求項１２６ないしから１３３のいずれかに記載のガスタービンプラント。１３５．前記圧縮機は前記ガスタービンの１つによって駆動される、請求項１３４に記載のガスタービンプラント。１３６．ガスタービン、冷たい圧縮ガスを生成する等温ガス圧縮機、冷たい圧縮ガスを予熱するための熱交換器手段、及び前記ガスタービンを駆動させるために前記熱交換器手段からの予熱された圧縮ガスを供給する手段を含む、ガスタービンプラント。１３７．前記ガスタービンは空気タービンである、請求項１３６に記載のガスタービンプラント。１３８．ガスタービン、及び前記等温ガス圧縮機からの冷たい圧縮ガスを予熱するために、前記更なるガスタービンからの熱い低圧排気ガスを前記熱交換器手段に供給する手段を更に含む、請求項１３６または１３７に記載のガスタービンプラント。１３９．前記等温圧縮機からの冷たい圧縮ガスを蓄積するための容器、及び必要な時にタービンを駆動させるため蓄積された圧縮ガスを回収する手段を含む、請求項１２６ないし１３８のいずれかに記載のガスタービンプラント。１４０．前記回収手段は前記等温圧縮機を含む、請求項１３９に記載のガスタービンプラント。１４１．前記等温ガス圧縮機は請求項１ないし１２４のいずれかに記載のガス圧縮機を含む、請求項１２６ないし１３９のいずれかに記載のガスタービンプラント。１４２．請求項１ないし１２４のいずれかに記載の等温ガス圧縮機、前記圧縮機からの冷たい圧縮ガスを蓄積するための蓄積容器、及び前記圧縮機からの圧縮ガスを前記蓄積容器に供給する手段を含む、エネルギー蓄積プラント。１４３．膨張されるガスを入れるチャンバー、このチャンバーから出るピストンの動きによりガスが膨張できるようにするピストン、チャンバー内での膨張と同時にガスを加熱するためチャンバー内で液体のスプレーを形成する手段、及び前記蓄積容器から圧縮ガスをチャンバー内へ入れるためのバルブ手段を含む等温膨張機を具備する、請求項１４２に記載のエネルギー蓄積プラント。１４４．前記等温膨張機は更に、前記第２のチャンバー内へ入るピストンの動きによって圧縮されるガスを入れる第２のチャンバー、及び前記第２のチャンバーから圧縮ガスを引き出すためのバルブ手段を含む、請求項１４３に記載のエネルギー蓄積プラント。１４５．膨張されるガスを入れるチャンバー、前記チャンバーから出る前記ピストンの動きによって前記ガスが膨張できるようにするピストン、チャンバー内での膨張と同時にガスを加熱するためチャンバー内で液体のスプレーを形成する手段、及びチャンバー内へ圧縮ガスを入れるためのバルブ手段を含む、ガス膨張機。１４６．圧縮されるガスを入れるチャンバー、チャンバーへ入るピストンの動きによってガスを圧縮するためのピストン、圧縮ガスをチャンバーから引き出せるようにするバルブ手段を含むガス圧縮機において、ピストンの質量は前記ガスを圧縮するために必要なエネルギーの全てを前記ピストンに蓄えることを可能にするのに充分である、ガス圧縮機。１４７．ピストン、圧縮されるガスを入れ、前記ピストン上の前記チャンバーの動きによってガスを圧縮するためのチャンバーを形成する手段、前記チャンバー内て圧縮と同時にガスを冷却するため、前記チャンバー内に液体のスプレーを形成する手段、及びチャンバーから圧縮ガスを引き出せるようにするバルブ手段を含む、ガス圧縮機。１４８．前記チャンバー形成手段に連結される運動エネルギー蓄積手段を含み、それに対して充分な運動エネルギーが付与されて前記チャンバーが前記ガスを圧縮できるようにしてある、請求項１４７に記載のガス圧縮機。１４９．前記運動エネルギー蓄積手段は、前記チャンバー形成手段と共に同相で移動するように配置される質量を含む、請求項１４８に記載のガス圧縮機。１５０．前記質量が前記チャンバーによって提供される、請求項１４９に記載のガス圧縮機。１５１．ピストン、圧縮されるガスを入れ、前記ピストン上のチャンバー形成手段の動きによってガスを圧縮するためのチャンバーを形成する手段、前記チャンバーから圧縮ガスを引き出せるようにするバルブ手段、及び前記チャンバー形成手段に連結される運動エネルギー蓄積手段を含み、それに対して充分な運動エネルギーが付与されて前記チャンバー形成手段が前記ガスを圧縮できるようになっている、ガス圧縮機。１５２．前記ピストンが前記チャンバーの動きに対して静止するように配置されている、請求項１５１に記載のガス圧縮機。１５３．前記チャンバーが前記ピストンに対して静止するように配置されている、請求項１ないし１２のいずれかに記載のガス圧縮機。１５４．請求項１ないし１５３のいずれかに記載のガス圧縮機を使用して、ガスを等温圧縮することによりエネルギーを蓄積する方法。