專利名稱：用于由電能產(chǎn)生機(jī)械能的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力領(lǐng)域，明確說(shuō)，涉及介電蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能夠滿足和甚至超過(guò)現(xiàn)代機(jī)動(dòng)車(chē)性能要求的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)至少?gòu)?0世紀(jì)20年代 中期和20世紀(jì)30年代早期，Abner Doble開(kāi)展了對(duì)用于操作幾種機(jī)動(dòng)車(chē)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī) 構(gòu)(鍋爐、鼓風(fēng)機(jī)、活塞、齒輪、閥、等等)的改革時(shí)就已經(jīng)知道。他還在20世紀(jì)50年代早 期的幾年研制了 “Paxton Phoenix Project”蒸汽賽車(chē)，該蒸汽賽車(chē)由McCulIochMotors Corporation(當(dāng)今以鏈鋸等而聞名)開(kāi)發(fā)。然而，在ftx)jectPhoenix(也使用汽油作為其 燃料源)中強(qiáng)調(diào)的是生產(chǎn)高性能賽車(chē)，該高性能賽車(chē)可超過(guò)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)；做功涉及比 20世紀(jì)30年代的汽車(chē)高得多的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力和溫度，甚至比生產(chǎn)當(dāng)今一般使用的車(chē)輛所必 需的大得多。Blau的美國(guó)專利6，379，962描述了 一種蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，蒸汽由高頻無(wú)線電波 能量和機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生。它描述到，機(jī)動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部分地包括蒸汽 發(fā)動(dòng)機(jī)、非燃燒高頻無(wú)線電波生成裝置，主要是來(lái)自磁力儀的無(wú)線電微波，用于加熱水以產(chǎn) 生供給所述蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸汽；電源裝置，用于將電力提供給所述非燃燒高頻無(wú)線電波加 熱裝置；及另外的電氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，在由所述蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)之前，為所述機(jī)動(dòng)車(chē)輛提 供初始推進(jìn)。Blau提出的方法在其啟動(dòng)與它可將足夠的“工作蒸汽”提供給蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的 點(diǎn)之間具有顯著的時(shí)間滯后，因此它要求補(bǔ)充電動(dòng)機(jī)的使用以填補(bǔ)這些間隙。Fasanello 的美國(guó)專利申請(qǐng)公布 2003/0230446A1 和 2004/006M99A1 描述了一種 電氣-蒸汽推進(jìn)系統(tǒng)。Fasanello采用他稱作“閃蒸”型加熱元件鍋爐的用于煮沸液體的裝 置。Fasanello描述的“閃蒸”型鍋爐包括盤(pán)繞管系統(tǒng)，并且具有固有限制和危害，這些固有 限制和危害不是本發(fā)明的限制。例如，這些“閃蒸”型鍋爐完全依賴于電阻加熱元件的使用， 這些電阻加熱元件必須利用在比希望蒸汽溫度顯著高的溫度下的熱傳遞表面，這是不希望 的。這樣的單元的效率取決于熱傳遞效率，熱傳遞效率又高度取決于熱傳遞表面，并且隨著 水流增大而急劇減小，這又要求大量電力以繼續(xù)加熱過(guò)程。隨著增加的使用，由于水閃蒸成 蒸汽，礦物質(zhì)被留下并且按燒固“水垢”的形式沉積在熱的熱傳遞表面上。這些沉積物進(jìn)一 步降低熱傳遞效率。發(fā)動(dòng)機(jī)專家已長(zhǎng)期地認(rèn)識(shí)到，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單，并且在性能特性方 面在機(jī)動(dòng)車(chē)中是優(yōu)越的，這些性能特性包括離開(kāi)靜止位置的巨大按需轉(zhuǎn)矩、低得多的發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速、少得多的熱、幾乎沒(méi)有噪聲、高巡航速度、在低速下的較大功率和牽引力、快速和平 穩(wěn)的加速(這免除了對(duì)于齒輪或傳動(dòng)裝置的需要)、少得多的運(yùn)動(dòng)零件、簡(jiǎn)單得多的設(shè)計(jì)、 較便宜的材料、及不嚴(yán)格得多的公差。然而，即使當(dāng)在20世紀(jì)50年代進(jìn)行較多努力以復(fù)興 和發(fā)展蒸汽動(dòng)力賽車(chē)時(shí)，蒸汽汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)(它們毫無(wú)疑問(wèn)是一流的)簡(jiǎn)單地不能克服 與它們的復(fù)雜汽油燃燒器和鍋爐相關(guān)的基本問(wèn)題。在過(guò)去90年期間，蒸汽汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 的底線一直是它們?nèi)匀恍枰拖蛩鼈兊母邷鼗鹧嫒紵鞴┙o動(dòng)力，并且在使它們現(xiàn)代化時(shí)的每次嘗試都以鍋爐機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)。相應(yīng)地，需要這樣的系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，可使既不使用汽油也不使用其它化石燃 料的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)更加實(shí)用、可負(fù)擔(dān)和高效，以用于向諸如汽車(chē)和卡車(chē)的現(xiàn)代車(chē)輛供給動(dòng)力， 以及用于目前由內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行的其它用途。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明提供這樣的系統(tǒng)，通過(guò)這些系統(tǒng)，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)越特性(該蒸汽 發(fā)動(dòng)機(jī)被現(xiàn)代材料、制造技術(shù)、及其間幾年的發(fā)動(dòng)機(jī)革新更新)可按能量高效和實(shí)用方式 利用和使用，以用于向諸如汽車(chē)和卡車(chē)的現(xiàn)代車(chē)輛供給動(dòng)力。通過(guò)將電源切換到可充電電 池并用電氣蒸汽發(fā)生器替換舊式燃燒器和鍋爐手段(該電氣蒸汽發(fā)生器煮沸介電液體以 產(chǎn)生蒸汽并維持工作蒸汽儲(chǔ)量)，同時(shí)保持蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單性、原始動(dòng)力及高性能，本發(fā) 明提供所述優(yōu)點(diǎn)的唯一組合，以提供一種實(shí)用和高效的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明涉及一種新穎和非顯而易見(jiàn)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)組合三種根本不同技術(shù)的元 件，以便產(chǎn)生一種具有優(yōu)于較早機(jī)動(dòng)車(chē)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的改進(jìn)性能的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng) 機(jī)。本發(fā)明消除來(lái)自車(chē)輛的污染，因?yàn)樗灰蠡剂系氖褂?，效率高，及通用性?qiáng)。本發(fā)明提供了對(duì)于如下在20世紀(jì)20年代和30年代早期的蒸汽汽車(chē)發(fā)展所遭遇 的主要問(wèn)題的解決方案固有燃料低效和與蒸汽車(chē)輛中的“燃燒器”和“鍋爐”組件兩者相 關(guān)的技術(shù)維護(hù)困難。另外，本發(fā)明提供一種介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)，該介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng) 機(jī)相對(duì)于i^asanello描述的手段大大地改進(jìn)，提供用于生成蒸汽的較安全、較清潔及較高 效的裝置。通過(guò)克服這些困難，本發(fā)明第一次使得實(shí)際使用蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)組件來(lái)向有用的現(xiàn) 代車(chē)輛供給動(dòng)力成為可能，這些現(xiàn)代車(chē)輛是如汽車(chē)、運(yùn)輸公共汽車(chē)、重型商用卡車(chē)、及施工 設(shè)備的車(chē)輛。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)趨向于在各種各樣的不同應(yīng)用中代替現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)，但主要商 業(yè)價(jià)值最可能是其對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用。在本發(fā)明中描述的介電-蒸汽混合將允許常 規(guī)汽車(chē)或卡車(chē)的大部分或全部正常性能特性被保持，而消除對(duì)于運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油或其它 化石燃料的需要。在本發(fā)明中，化石燃料的消除可通過(guò)將閉環(huán)水凝結(jié)和再循環(huán)機(jī)動(dòng)車(chē)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī) (例如，Doble型的發(fā)動(dòng)機(jī)，它在20世紀(jì)20年代后期和20世紀(jì)30年代被短暫但非常成功 地制造)放到由(比如，被用于向如最近修改的Toyota Prius的“插入式混合動(dòng)力”供給 動(dòng)力的)可充電電池或電池陣列供給動(dòng)力的車(chē)輛中來(lái)實(shí)現(xiàn)。也可使用開(kāi)環(huán)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。因 此，不使用以前被用于生成蒸汽的化石燃料點(diǎn)火燃燒器和鍋爐裝置、或由Fasanello設(shè)想 的“閃蒸”型加熱元件鍋爐(其需要通過(guò)“焦?fàn)柤訜帷被颉皻W姆加熱”利用電阻煮沸水的加熱 元件)，本發(fā)明將電流變換器(轉(zhuǎn)換電池DC-AC)和電氣蒸汽發(fā)生器裝置插入在電池組與蒸 汽發(fā)動(dòng)機(jī)之間。電氣蒸汽發(fā)生器采用使用直接通過(guò)偶極導(dǎo)電液體的交流電(介電加熱)的 原理來(lái)快速煮沸水，以便通過(guò)在水、或能夠產(chǎn)生工作“蒸汽狀”熱蒸汽的任何其它偶極分子 流體中的各個(gè)分子中引起快速分子偶極轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生工作量的蒸汽，從而蒸汽是立刻可得到 的，并且按能夠維持實(shí)際蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的方式連續(xù)地產(chǎn)生。介電加熱由偶極轉(zhuǎn)動(dòng)引起。當(dāng)在電氣蒸汽發(fā)生器中使用水時(shí)，必須添加電解液，因 為純水是不導(dǎo)電的。分子偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生在包含具有電極矩的極性分子的物質(zhì)中，這些極性分子在電場(chǎng)存在的情況下通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將它們本身對(duì)齊。當(dāng)由交流電引起的電場(chǎng)交變時(shí)，分 子顛倒方向，并且進(jìn)一步加速各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)。熱量通過(guò)相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)的分子的摩擦而 迅速地產(chǎn)生。目前介電加熱裝置的優(yōu)選例子是在本發(fā)明的方案中立即想到的裝置，該裝置是任 何介電電極-電解質(zhì)型“電氣蒸汽發(fā)生器”單元，該單元基于浸沒(méi)在電解質(zhì)(諸如礦物鹽) 已經(jīng)飽和的水或其它偶極工作流體中的電極之間交變的電流，使用“介電加熱”將工作流體 加熱到沸點(diǎn)，來(lái)產(chǎn)生蒸汽。介電電氣蒸汽發(fā)生器由車(chē)輛的可充電電池組提供的電力運(yùn)行。在傳統(tǒng)燃燒器/鍋爐裝置被介電電極-電解質(zhì)型電氣蒸汽發(fā)生器淘汰的情況下， 以分子級(jí)直接產(chǎn)生熱，所以不需要將鍋爐的任何部分加熱到比產(chǎn)生的蒸汽的溫度高的溫 度。較低的操作溫度大大地減小了水垢形成的趨勢(shì)，并且消除了熱沖擊問(wèn)題。它也降低了 由于超熱表面的存在，或由于如果水位降低而暴露加熱元件所導(dǎo)致的爆炸或危險(xiǎn)發(fā)生的可 能性。使用諸如介電電極-電解質(zhì)型“電氣蒸汽發(fā)生器”的介電加熱裝置，允許本發(fā)明的 介電-蒸汽混合系統(tǒng)解決在過(guò)去90年困擾這種否則是優(yōu)良的機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)概念的主要設(shè) 計(jì)和效率問(wèn)題。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中使用的電氣蒸汽發(fā)生器具有幾種固有特性，這些特性改 進(jìn)鍋爐安全性、效率、及對(duì)于車(chē)輛蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的適用性。其中之一，對(duì)于任何給定電壓的蒸汽輸出與浸沒(méi)在水中的電極部分之間的電流流 動(dòng)成比例。所以，如果水位升高，使得被水覆蓋的電極增大為兩倍，則該瞬時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽 量也將加倍。并且，ESG是完全的水-和-蒸汽處置壓力容器系統(tǒng)，該壓力容器系統(tǒng)不僅產(chǎn)生蒸 汽，還在安全備用儲(chǔ)備情形下容納該蒸汽，直到蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)需要它(在其它較舊的機(jī)動(dòng)車(chē) 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，這種功能由叫做“熱井”的分離設(shè)備件執(zhí)行)。ESG實(shí)現(xiàn)該功能是因?yàn)槠鋲?力容器包含兩個(gè)內(nèi)部腔室(一個(gè)腔室嵌套在另一個(gè)內(nèi)部，但底部敞開(kāi))，被稱作“生成腔室” 和“調(diào)節(jié)腔室”。通過(guò)一系列閥、管、量表、電氣傳感器及繼電器開(kāi)關(guān)，ESG自動(dòng)地平衡所生成 的蒸汽量和進(jìn)給到電極的水量，并且保持平衡的情形，正如它不斷地適應(yīng)在輸出側(cè)對(duì)于蒸 汽的需要的增加和減小。因而，ESG自動(dòng)地維持恒定的自調(diào)節(jié)蒸汽壓力、穩(wěn)定的溫度、以及 到單元的自動(dòng)平衡的電氣輸入。由于ESG內(nèi)的相對(duì)較低的溫度，在ESG中，水垢形成比在電阻閃蒸鍋爐中發(fā)生的可 能性要小得多，這些電阻閃蒸鍋爐具有極高溫度的內(nèi)部表面。ESG沒(méi)有比水或蒸汽本身更熱 的部分。在閃蒸鍋爐，如Fasanello使用的閃蒸鍋爐中，水垢的快速形成大大地降低了熱 傳遞效率，并因而降低了采用這種裝置來(lái)生成用于蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸汽的系統(tǒng)的效率。相反， 在ESG中，即使當(dāng)有限量的水垢最終形成的電極末端上時(shí)，它也既不導(dǎo)致鍋爐效率的損失， 也不對(duì)人員或設(shè)備呈現(xiàn)危險(xiǎn)。與在閃蒸鍋爐中發(fā)現(xiàn)的燒固水垢不同，在ESG中形成的這種 水垢可以在定期維護(hù)期間用金屬絲刷從電極末端迅速和容易地除去。 而且，在ESG中，如果電極末端(從單元的頂部朝水向下下去，水從底部向上填充) 由于某種原因由水位的突然降低而暴露，那么電極之間的電流不再能通過(guò)。因此，不發(fā)生低 水位損害。
ESG比其它鍋爐類(lèi)型冷卻和重新啟動(dòng)得快，減小了維護(hù)停機(jī)時(shí)間。ESG比其它鍋爐類(lèi)型簡(jiǎn)單，并且使所需控制和安全裝置的數(shù)量最小。因?yàn)闆](méi)有像在閃蒸鍋爐中那樣，在將熱傳遞到水以產(chǎn)生另外的蒸汽時(shí)有延遲，所 以ESG對(duì)于突然負(fù)載變化反應(yīng)迅速。關(guān)于ESG，沒(méi)有可能的“冷水”沖擊危險(xiǎn)，而如果水位下降到某最小點(diǎn)以下，則常規(guī) 燃料燃燒鍋爐和浸沒(méi)電阻加熱元件型的電氣閃蒸鍋爐經(jīng)受具有潛在災(zāi)難性結(jié)果的失效。在 ESG中沒(méi)有不安全的水位，如果由于任何原因水供給中斷，使壓力容器中的水下降到正常液 位以下，則電極末端將被完全暴露。一旦該情況發(fā)生，電流將停止在電極之間流動(dòng)，并且將 不產(chǎn)生蒸汽，所以危險(xiǎn)的溫度爬升不能發(fā)生。在ESG中，基本上百分之百的電能被轉(zhuǎn)換成熱。沒(méi)有排氣煙道，沒(méi)有火焰，沒(méi)有煙 炱，沒(méi)有污染，沒(méi)有加熱元件燒毀，及沒(méi)有能量用于處置燃料或空氣。熱僅按兩種方式失去 通過(guò)熱輻射，或有意吹出蒸汽以供使用。與!^仰1^110詳細(xì)說(shuō)明的閃蒸型鍋爐不同，ESG被設(shè)計(jì)成是固有地自調(diào)節(jié)的，并且 具有幾個(gè)冗余安全特征，以保證對(duì)于水或蒸汽壓力的突然變化(或甚至壓力容器本身的災(zāi) 難性破壞)導(dǎo)致電力、表面加熱、及蒸汽生成的立即切斷。盡管本發(fā)明具有大量潛在用途，但想到的是，本發(fā)明的最顯著優(yōu)點(diǎn)在于，消除了車(chē) 輛發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于汽油或任何其它液體燃料的需要。在現(xiàn)有地理政治、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境條件下，減小 或消除對(duì)于用于動(dòng)力和運(yùn)輸?shù)幕剂系囊蕾囆缘膬r(jià)值是不可估量的。在本發(fā)明中元件的唯一組合產(chǎn)生一種沒(méi)有任何內(nèi)部燃燒的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)，并且消除了對(duì)化石燃料的需要，所述化石燃料用于驅(qū)動(dòng)使用內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē)或其它 車(chē)輛系統(tǒng)。因此，它也消除了與所有化石燃料內(nèi)燃機(jī)相關(guān)聯(lián)的一氧化碳毒害的致命威脅。本發(fā)明的ESG或其它蒸汽發(fā)生器可由任何電能源供給動(dòng)力，諸如由車(chē)載電池、岸 用電力充電(例如，如在通過(guò)w驟.CalCars. org可得到的“Prius Plus”中使用的過(guò)夜充電) 及新開(kāi)發(fā)的電力生成技術(shù)(例如在汽車(chē)或卡車(chē)頂部上的太陽(yáng)能電池)的組合供給動(dòng)力。 使用本發(fā)明系統(tǒng)的車(chē)輛也可以裝有蓄能器裝置，以回收另外的機(jī)械能并且再生地將其進(jìn)給 回電池，一種對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)工程技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員容易得到的方案，并且目前這樣的裝置 可安裝在現(xiàn)有汽油-電氣混合車(chē)輛設(shè)計(jì)中。由于汽油和化石燃料的高價(jià)格和有限供給，目 前存在對(duì)于這樣的新動(dòng)力生成技術(shù)的發(fā)展的重大激勵(lì)，并且本系統(tǒng)足夠通用以致適應(yīng)多種 這樣的技術(shù)的使用，只要它們能夠運(yùn)行諸如這里描述的介電蒸汽發(fā)生器的介電加熱裝置。本發(fā)明允許相對(duì)輕和小的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)代替與內(nèi)燃相關(guān)聯(lián)的比較大和重的發(fā)動(dòng)機(jī)、 傳動(dòng)及排氣系統(tǒng)。它也在小封裝中提供巨大量的轉(zhuǎn)矩。這些因素用于推翻當(dāng)前設(shè)計(jì)范例， 當(dāng)前設(shè)計(jì)范例傾向于越來(lái)越小的車(chē)輛，以便利用“可替換燃料”源。即使世界上的汽車(chē)正在 變得越來(lái)越小，應(yīng)清楚，當(dāng)給定機(jī)會(huì)時(shí)，公眾一致地表現(xiàn)出對(duì)于較大車(chē)輛(大型汽車(chē)、SUV、 及輕型客貨兩用車(chē))的強(qiáng)烈偏好。這種公眾偏好在最近幾十年已經(jīng)招來(lái)環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)方的 大量批評(píng)，但研究表明，較大汽車(chē)是較安全的汽車(chē)，并且當(dāng)車(chē)輛變得較小時(shí)，發(fā)生不成比例 的傷亡量。汽車(chē)越小，當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，乘員越可能殘廢或死亡。本發(fā)明的介電-蒸汽混合發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)使得有可能再次建造具有真實(shí)希望的道路動(dòng)力特性的大型汽車(chē)、SUV、及卡車(chē)，而 不必?fù)?dān)心損害緊鄰的環(huán)境。本發(fā)明將促進(jìn)在駕駛員和乘客空間以及行李和貨物容量方面的 全尺寸車(chē)輛的回歸。
本發(fā)明因而提供極為通用的技術(shù)，并且通過(guò)簡(jiǎn)單地增加蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的數(shù)量和 /或尺寸，和/或電氣蒸汽發(fā)生器的數(shù)量和/或尺寸，并且/或者增大電氣輸入的容量，例如 通過(guò)增大電池、電容器、燃料電池、其它電氣輸入源的數(shù)量或尺寸，該技術(shù)可從小型發(fā)動(dòng)機(jī) 擴(kuò)大規(guī)模，小型發(fā)動(dòng)機(jī)是如可能用于向推式割草機(jī)或清雪機(jī)、機(jī)動(dòng)車(chē)輛，直到卡車(chē)、拖運(yùn)車(chē)、 施工車(chē)輛、草坪用拖拉機(jī)、公共汽車(chē)、摩托車(chē)和小型摩托車(chē)、農(nóng)用機(jī)械、鏟車(chē)、工業(yè)和采礦設(shè) 備、軍用車(chē)輛、以及甚至到列車(chē)機(jī)車(chē)、輕軌自動(dòng)車(chē)、船舶等供給動(dòng)力的那些發(fā)動(dòng)機(jī)。電氣輸入 可包括新開(kāi)發(fā)的技術(shù)，如某些實(shí)施例中的太陽(yáng)能電力，特別是對(duì)于具有大表面面積(這些 表面面積使它們自己被太陽(yáng)能電池覆蓋)的那些車(chē)輛，如大型卡車(chē)、火車(chē)、船舶、及一些類(lèi) 型的有人駕駛或無(wú)人駕駛飛行器，如靶機(jī)或飛船。除消除在車(chē)輛中使用內(nèi)燃機(jī)的需要之外，本發(fā)明也允許從車(chē)輛中消除許多汽油關(guān) 聯(lián)系統(tǒng)中的一些或全部，諸如點(diǎn)火、計(jì)時(shí)系統(tǒng)、汽化器、冷卻系統(tǒng)、離合器、變速器、消聲器及 催化式轉(zhuǎn)換器。因而，對(duì)于這些高成本和復(fù)雜系統(tǒng)的制造和修理的需要將大大地減少或消 除。而且，由于機(jī)動(dòng)車(chē)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)以比內(nèi)燃機(jī)低得多的RPM操作-甚至在高達(dá)120mph 的速度下操作，所以由本發(fā)明的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)供給動(dòng)力的車(chē)輛更容易設(shè)計(jì)， 因?yàn)閷⒋蟠蟮販p小或消除振動(dòng)緩沖、噪聲減少、及熱煙霧的潛在問(wèn)題。因?yàn)椴僮髡羝l(fā)動(dòng)機(jī) 所需的較低RPM，本發(fā)明可能減少操作對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，并因此延長(zhǎng)車(chē)輛和發(fā)動(dòng)機(jī)兩者的 使用壽命。除使用本發(fā)明生產(chǎn)斬新車(chē)輛之外，想到的是，本發(fā)明可用于改裝目前使用內(nèi)燃機(jī) 的許多現(xiàn)有車(chē)輛和各種用途的多種其它系統(tǒng)。本發(fā)明的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)足夠 小，從而它可容納在許多現(xiàn)有車(chē)輛的車(chē)體和底盤(pán)內(nèi)。這樣的改裝進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單，并且這樣的 改裝過(guò)程可使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易得到的工具、方法及知識(shí)進(jìn)行。為了進(jìn)行這樣的改 裝，人們將除去內(nèi)燃系統(tǒng)、燃料箱等等，并且安裝具有其唯一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)、運(yùn)行 它的介電蒸汽發(fā)生器、以及運(yùn)行介電蒸汽發(fā)生器必需的電氣系統(tǒng)和/或電池組。在某些情 況下，車(chē)輛的底盤(pán)和/或車(chē)體的改變可能必需適應(yīng)不同的改裝系統(tǒng)。同樣，進(jìn)行這樣的改變 的方法、工具及知識(shí)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是容易得到的。本發(fā)明的一個(gè)另外清楚的優(yōu)點(diǎn)是，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如Doble型蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，十分 小、簡(jiǎn)單、相對(duì)輕量、且極耐用(已知Doble發(fā)動(dòng)機(jī)可維持幾十萬(wàn)英里，常常僅具有正常發(fā)動(dòng) 機(jī)維護(hù))。在本發(fā)明中使用的技術(shù)和材料可被適應(yīng)使得本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)可以能夠在相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)的設(shè)施或制造廠，如在目前由汽車(chē)制造商運(yùn)營(yíng)的那些制造廠中，以相對(duì)適度的改變和修 改制造。相應(yīng)地，目前有可能生產(chǎn)具有重大耐用性的汽車(chē)，并且這添加了使用基本模塊式 元件生產(chǎn)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的能力，這些模塊式元件可被回收加工、換出、并且從車(chē)輛到車(chē)輛 移動(dòng)。關(guān)于基本是獨(dú)立元件的、在某些情況下具有大約隨身攜帶的手提箱尺寸的蒸汽發(fā)動(dòng) 機(jī)，保持現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)并且每數(shù)年升級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)或車(chē)輛車(chē)體和/或內(nèi)部要容易和便宜得多。相應(yīng)地，本發(fā)明在允許發(fā)動(dòng)機(jī)、車(chē)體及其它元件的重新使用和再循環(huán)方面，可以提 供顯著的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)優(yōu)點(diǎn)，而不是當(dāng)前做法，即，更換整個(gè)車(chē)輛，常常最終導(dǎo)致當(dāng)一個(gè)或另 一個(gè)仍然可使用時(shí)，整個(gè)車(chē)體和/或發(fā)動(dòng)機(jī)突然被發(fā)送到廢料場(chǎng)。在其中正在更換內(nèi)燃機(jī)的某些應(yīng)用中，本發(fā)明可應(yīng)用于其中動(dòng)力輸入與正在使用的電源直接連接的系統(tǒng)，如在工廠地板上運(yùn)行某件設(shè)備的蒸汽-電氣混合電動(dòng)機(jī)。相應(yīng)地， 本發(fā)明可用在非車(chē)輛應(yīng)用中，如向工廠和工業(yè)設(shè)備或相關(guān)壓縮空氣或液壓動(dòng)力系統(tǒng)提供機(jī) 械轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明表征了用于由電能產(chǎn)生機(jī)械能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電流源；鍋爐裝置，用 于直接通過(guò)電流從導(dǎo)電液體產(chǎn)生熱蒸汽，鍋爐裝置包括至少兩個(gè)電極，這至少兩個(gè)電極電 氣耦接到電流源，并且通過(guò)使電極之間的電流通過(guò)液體而將液體煮沸成蒸汽；以及發(fā)動(dòng)機(jī)， 它從熱蒸汽產(chǎn)生機(jī)械能。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選地從鍋爐裝置吸入熱蒸汽，并且以較低溫度排放蒸汽。發(fā)動(dòng)機(jī)可以是 蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)可以用于向車(chē)輛供給動(dòng)力。車(chē)輛可以是汽車(chē)或卡車(chē)。系統(tǒng)可以進(jìn) 一步包括蓄能器系統(tǒng)，該蓄能器系統(tǒng)回收來(lái)自車(chē)輛的機(jī)械能。該系統(tǒng)可以是可使用內(nèi)燃機(jī) 的類(lèi)型的裝置的一部分。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括再循環(huán)冷凝器，該再循環(huán)冷凝器吸入已經(jīng)由 發(fā)動(dòng)機(jī)排出的較低溫度蒸汽，將蒸汽冷凝成液體，并存儲(chǔ)液體，所以它可返回到鍋爐裝置。導(dǎo)電液體可以限定電解質(zhì)導(dǎo)體。電解質(zhì)導(dǎo)體可以包括含電解質(zhì)的水。導(dǎo)電液體可 以包括偶極分子。電流源可以包括電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。電流源還可以進(jìn)一步包括用于從存儲(chǔ)電 力產(chǎn)生交變電流(AC)的裝置。電力存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)可充電電池和電容器。電 流源可以提供交變電流(AC)。發(fā)明的系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括從蒸汽或發(fā)動(dòng)機(jī)回收能量的系統(tǒng)；該系統(tǒng)可以發(fā)電。 發(fā)明的系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于將蒸汽加熱到較高溫度的次級(jí)加熱器。次級(jí)加熱器可以是 電氣操作的。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于將潤(rùn)滑劑添加到熱蒸汽中的系統(tǒng)，在該情況下，系統(tǒng)可 以進(jìn)一步包括用于將潤(rùn)滑劑從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的蒸汽中除去的系統(tǒng)。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于 保持被供給到鍋爐裝置的液體的儲(chǔ)箱。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于在熱蒸汽被供給到發(fā)動(dòng)機(jī) 之前保持熱蒸汽的熱井。系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括液體加熱器，該液體加熱器包括運(yùn)送液體的 管路或管子，該管路或管子暴露于熱蒸汽。還表征了用于使用電能向車(chē)輛供給動(dòng)力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可充電 電池或電容器，用于存儲(chǔ)電力；用于從存儲(chǔ)的電力產(chǎn)生交變電流(AC)以實(shí)現(xiàn)交流源的裝 置；導(dǎo)電液體，包括含電解質(zhì)的水；鍋爐裝置，用于直接通過(guò)AC從導(dǎo)電液體產(chǎn)生熱蒸汽，鍋 爐裝置包括至少兩個(gè)電極，所述至少兩個(gè)電極電氣耦接到交流源，并且通過(guò)使電極之間的 電流通過(guò)液體，將液體煮沸成蒸汽；以及蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，它從熱蒸汽產(chǎn)生機(jī)械能，其中，發(fā)動(dòng)機(jī) 吸入來(lái)自鍋爐裝置的熱蒸汽，并且以較低溫度排出蒸汽，其中，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)用于向車(chē)輛供給 動(dòng)力。進(jìn)一步表征了使用電能向車(chē)輛供給動(dòng)力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可充電 電池或電容器，用于存儲(chǔ)電力；用于從存儲(chǔ)電力產(chǎn)生交變電流(AC)以實(shí)現(xiàn)交流源的裝置； 導(dǎo)電液體，包括含電解質(zhì)的水；鍋爐裝置，用于直接通過(guò)AC從導(dǎo)電液體產(chǎn)生熱蒸汽，鍋爐裝 置包括至少兩個(gè)電極，所述至少兩個(gè)電極電氣耦接到交流源上，并且通過(guò)使電極之間的電 流通過(guò)液體將液體煮沸成蒸汽；蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，它從熱蒸汽產(chǎn)生機(jī)械能，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入來(lái) 自鍋爐裝置的熱蒸汽，并以較低溫度排出蒸汽，其中，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)用于向車(chē)輛供給動(dòng)力；再 循環(huán)冷凝器，吸入發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)排出的較低溫度蒸汽，將蒸汽冷凝成液體，并存儲(chǔ)液體，使得 它可返回到鍋爐裝置；蓄能器系統(tǒng)，從車(chē)輛回收機(jī)械能；以及從蒸汽或發(fā)動(dòng)機(jī)回收能量的系統(tǒng)。


對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，從本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例的如下描述及附圖，將想到 其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中圖1是本發(fā)明的混合電氣-蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例的簡(jiǎn)化版本的示意圖；圖2是本發(fā)明的混合電氣-蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的可替換實(shí)施例的更詳細(xì)示意圖；以 及圖3A和;3B是用于本發(fā)明某些實(shí)施例的電氣蒸汽發(fā)生器的簡(jiǎn)化示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如以上描述的那樣，在較早類(lèi)型的蒸汽-動(dòng)力汽車(chē)中，蒸汽由如汽油-動(dòng)力文丘利 (Venturi)燃燒器的化石燃料裝置產(chǎn)生。文丘利燃燒器將火焰正好吹到盤(pán)旋管型鍋爐上，在 該盤(pán)旋管型鍋爐中，循環(huán)水立即轉(zhuǎn)化成蒸汽，以向蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)將熱能 轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以提供動(dòng)力來(lái)推進(jìn)汽車(chē)。從蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞汽缸排出的蒸汽在水箱中被 冷凝和收集，以便返回到鍋爐重新使用。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，初始動(dòng)力由電氣裝置，諸如岸用電源和/或太陽(yáng)能提 供，并且用于向可充電電池和/或電容器陣列充電。存儲(chǔ)的直流電力通過(guò)變換器供給，該 變換器將存儲(chǔ)的直流電力轉(zhuǎn)移成交流電流，以便向諸如介電蒸汽發(fā)生器的介電加熱裝置供 給電力。介電蒸汽發(fā)生器提供熱加壓蒸汽以向蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力，該蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)又產(chǎn)生 推進(jìn)汽車(chē)的機(jī)械動(dòng)力。剩余的機(jī)械能可用于為電氣裝置提供一些再生動(dòng)力，并且/或者可 以存儲(chǔ)在可選的機(jī)械能蓄能器中并且以后使用。來(lái)自蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸汽被冷凝，然后或者 作為水收集在保持箱中以返回到介電蒸汽發(fā)生器重新使用，或者立即用管路引回蒸汽發(fā)生
ο在某些實(shí)施例中，本發(fā)明包括電氣-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，該電氣-蒸汽混合發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)包括電氣加熱裝置，該電氣加熱裝置包括浸沒(méi)在含電解質(zhì)的流體中的兩個(gè)或更多個(gè) 電極，并且電流在電極之間通過(guò)。電流快速地煮沸流體以產(chǎn)生蒸汽。電源提供初始能量，該初始能量用于提供用于運(yùn)行本發(fā)明的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng) 機(jī)的動(dòng)力。本發(fā)明中使用的電源可以包括任何已知系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠生成和/或存儲(chǔ)足夠 的電力，以將初始能量提供給蒸汽發(fā)生器。因而，可以使用一個(gè)或多個(gè)電池、電容器、燃料電 池、飛輪、發(fā)電機(jī)、懸空電線、岸用電源連接、太陽(yáng)能電池或其它系統(tǒng)，包括以上的組合，只要 電源能夠提供操作在本發(fā)明中使用的蒸汽發(fā)生器的足夠能量。另外，電源可以包括任何直 接輸入，如AC或DC電氣連接，或其它產(chǎn)生源。在蒸汽發(fā)生器已經(jīng)開(kāi)始操作之后，由發(fā)動(dòng)機(jī) 本身或離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸汽生成的能量、或從運(yùn)動(dòng)車(chē)輛捕獲的機(jī)械能，可以用于部分地維持 蒸汽發(fā)生器的操作，以向電力存儲(chǔ)源再充電、和/或運(yùn)行輔助系統(tǒng)。并且，可以存儲(chǔ)由發(fā)動(dòng) 機(jī)產(chǎn)生的多余能量。目前想到的是，可充電電池提供了將動(dòng)力供給到本發(fā)明中的蒸汽發(fā)生 器的最好模式。本發(fā)明進(jìn)一步包括用于介電地產(chǎn)生工作蒸汽的外部動(dòng)力裝置或系統(tǒng)。優(yōu)選地，裝 置被供給電力。在優(yōu)選實(shí)施例中，裝置通過(guò)激勵(lì)水分子(或包括偶極分子的另一種工作流體)來(lái)產(chǎn)生蒸汽，以立即產(chǎn)生并連續(xù)地維持足以向蒸汽-利用發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力的工作蒸汽。 用于本發(fā)明的介電裝置優(yōu)選地包括電極-電解質(zhì)電氣蒸汽發(fā)生器。在某些優(yōu)選實(shí)施例中， 介電裝置將快速地加熱水或其它流體，以產(chǎn)生蒸汽。本發(fā)明的介電裝置必須能夠快速產(chǎn)生 足夠的蒸汽，以向蒸汽-利用發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力。優(yōu)選介電裝置的例子包括電氣蒸汽發(fā)生器，如由密歇根州的Electric Steam Generator Corporation of Buchanan 制造的那些電氣蒸汽發(fā)生器，如 ESG Automatic Balance SPEEDYLECTRIC 。(見(jiàn)例如 www, esgcorp. com)。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，電源，如電池或電容器，可以定位成使得它或它們可以容易 地除去并且用新充電電池或電容器替換。在這些優(yōu)選實(shí)施例中，將有用的是，汽車(chē)裝有備用 電源，如輔助電池或電容器，該備用電源可在運(yùn)輸時(shí)隨汽車(chē)攜帶，如人們可能保持備用輪胎 或汽油桶那樣。在這樣的優(yōu)選實(shí)施例中，介電裝置或蒸汽-利用發(fā)動(dòng)機(jī)可以裝有可用于向 備用電源再充電的閉環(huán)電路。在本發(fā)明中有用的蒸汽-利用發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括任何發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)能夠由蒸汽 或另一種熱蒸汽供給動(dòng)力。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)是顯著通用和有力的，并且可按寬范圍的尺寸和布 置生產(chǎn)，包括往復(fù)和渦輪構(gòu)造。已經(jīng)用于向汽車(chē)和車(chē)輛供給動(dòng)力的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的一些例 子在書(shū)籍 Oldtime Steam Cars, John Bentley, Arco Handi-BooksPublishing/Fawcett Publications, Inc.，紐約(1953)中被進(jìn)一步描述。該出版物的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用而并入 本文。在1894年，波士頓的M^hen Roper完成了一種正常尺寸的自行車(chē)，該自行車(chē)具 有測(cè)量尺寸僅為16X6X6英寸的150psi蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，該蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)按60mph推進(jìn)自行車(chē)。 幾家公司成功地制造出基于蒸汽運(yùn)行的城市公共汽車(chē)，包括在1擬6年生產(chǎn)了對(duì)座公共汽 車(chē)的BakerMotors of Cleveland,該公共汽車(chē)重7，800磅，并且使用五缸旋轉(zhuǎn)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)， 該發(fā)動(dòng)機(jī)在l，600rpm下產(chǎn)生90馬力，并且在失速負(fù)載下發(fā)出1，800英尺-磅的轉(zhuǎn)矩。它 具有600psi的工作蒸汽壓力和50mph的最大速度。^t 1928 ip, Curran Steam Commercial Vehicle Company ^/^7^ Η ^^ 該試驗(yàn)卡車(chē)使用在eoopsi下工作的三缸水平單流蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，該蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)將Ii噸負(fù)載 拖拉到紐約外的山上。然而，他們沒(méi)能夠得到足夠的生產(chǎn)資金。1926年，Convertible Doble具有四缸、雙作用、復(fù)合、水平發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有 兩個(gè)高壓缸(二又八分之五英寸乘五英寸)和兩個(gè)低壓缸(四又二分之一英寸乘五英寸)， 具有3，490cc的排量，在937rpm下發(fā)出120hp。鍋爐中的工作壓力是710psi，并且這使重 4，256磅的汽車(chē)以60mph，僅以900rpm沿道路前進(jìn)。發(fā)動(dòng)機(jī)直接用齒輪連接到后軸上，并且 最大速度超過(guò)95mph。當(dāng)時(shí)，評(píng)論者關(guān)于1擬6年的Doble寫(xiě)到，“如果全部機(jī)械操作道路運(yùn) 輸可由某種沒(méi)有啟動(dòng)噪聲，沒(méi)有轟鳴的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒(méi)有齒輪箱的原動(dòng)機(jī)(如這種蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)) 驅(qū)動(dòng)，并且可幾乎沒(méi)有聲音的開(kāi)走，則對(duì)于城市生活將是多大的恩惠，并且我們的城市將會(huì) 多么舒適！ ”，他們補(bǔ)充到，“這種蒸汽汽車(chē)的低發(fā)動(dòng)機(jī)速度免于磨損并使得維護(hù)容易，這是 重大的優(yōu)點(diǎn)?！盌oble 蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)本身在The Model Engineer and PracticalElectrician, 1930 年2月6日，第123-127頁(yè)中被更詳細(xì)地描述；該出版物的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括如下沒(méi)有保持蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行需要的最小怠速，只要水保持加熱(當(dāng)今借助于現(xiàn)代隔熱技術(shù)和材料應(yīng)該是更容易的事情)即可。當(dāng)蒸汽汽車(chē)停止時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)榱鉹pm，但保持全轉(zhuǎn)矩(在Doble的情況下超過(guò) 一千英尺磅)，該全轉(zhuǎn)矩當(dāng)駕駛員準(zhǔn)備再次行駛時(shí)(甚至在數(shù)小時(shí)以后)是立刻可得到的。此外，轉(zhuǎn)矩按增大速度的平穩(wěn)模擬流輸送到軸，或者減少或者完全消除對(duì)變速器、 自動(dòng)裝置或其它裝置的需要；使換檔和磨損齒輪作廢。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)是真正可逆的。它們可如向前那樣良好地全速后退，僅取決于蒸汽被 引導(dǎo)到活塞的哪個(gè)端部中，因而它們不需要任何類(lèi)型的復(fù)雜離合機(jī)構(gòu)。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)安靜。盡管普通的印象是排放蒸汽的噪聲蒸汽火車(chē)，但使其蒸汽通過(guò) 冷凝器循環(huán)的汽車(chē)在它們的發(fā)動(dòng)機(jī)上不要求任何消聲器或隔板，因?yàn)榛旧献畛醪划a(chǎn)生噪聲。如“Old Time Steam Cars”的作者John Bentley所指出的，內(nèi)燃機(jī)的熱效率可以 達(dá)到百分之三十五，而蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高達(dá)到百分之九十。這意味著，每加侖汽油中只 有小部分在推進(jìn)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車(chē)時(shí)做一些實(shí)際功；該加侖汽油的大部分被轉(zhuǎn)化成無(wú)用熱， 這又使得復(fù)雜和消耗功率的冷卻系統(tǒng)是必要的，以便防止過(guò)熱。另外，即使多缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩(牽引動(dòng)力)也是非常低效的；并且因?yàn)檫@ 個(gè)原因，有必要先發(fā)展滑動(dòng)齒輪和同步嚙合變速器，然后，通過(guò)“改進(jìn)”來(lái)發(fā)展各種昂貴、復(fù) 雜且沉重的轉(zhuǎn)矩變換器，這些轉(zhuǎn)矩變換器在情況需要時(shí)，通過(guò)將速度轉(zhuǎn)化成能量(反之亦 然)來(lái)(在一定程度上)彌補(bǔ)這種缺點(diǎn)。相反，具有少于四十個(gè)運(yùn)動(dòng)零件的兩缸、雙作用蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)提供與堆滿大量混亂 機(jī)件的八缸內(nèi)燃機(jī)一樣多的功率脈動(dòng)每曲軸轉(zhuǎn)；并且蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)既不需要離合器，也不需 要任何類(lèi)型的轉(zhuǎn)矩變換器。它可用齒輪直接連接到汽車(chē)或車(chē)輛的軸上。在評(píng)估當(dāng)今汽車(chē)的效率時(shí)(特別是提到賽車(chē)或跑車(chē)時(shí))，通常想到兩個(gè)高度希望 的標(biāo)準(zhǔn)。第一個(gè)是300bhp每噸重量的魔力數(shù)據(jù)(用非超動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī))，并且這用內(nèi)燃機(jī) 很難實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)是IOObhp每升(61立方英寸)排量的輸出，至今未由任何正常吸氣的內(nèi) 燃機(jī)實(shí)現(xiàn)。借助于適當(dāng)設(shè)計(jì)的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，這些目標(biāo)都不會(huì)呈現(xiàn)任何困難；的確，在1906年， Fred Marriot的Florida Stanley Racer，在127. 66mph下創(chuàng)造新世界記錄的所謂的“怪 胎”，非常接近這些理想值。它對(duì)于小于2，200磅的重量和206立方英寸的排量產(chǎn)生250bhp。 這是在幾乎一個(gè)世紀(jì)以前，并且蒸汽動(dòng)力汽車(chē)不需要多個(gè)汽缸、頂置凸輪軸、驅(qū)動(dòng)齒輪系、 多個(gè)汽化器或錯(cuò)綜復(fù)雜的點(diǎn)火系統(tǒng)。相對(duì)于日常駕車(chē)需要，如加速、靈活性、速度、可靠性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安靜或維護(hù)/ 維修成本，現(xiàn)代蒸汽汽車(chē)在實(shí)際上任何條件下可勝過(guò)常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。此外，借助于高效的 生產(chǎn)方法，由根據(jù)本發(fā)明的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)供給動(dòng)力的汽車(chē)，可按比平均汽油 動(dòng)力汽車(chē)的價(jià)格顯著低的價(jià)格批量制造和銷(xiāo)售。在優(yōu)選實(shí)施例中使用的本發(fā)明的其它可選元件如這里進(jìn)一步討論的那樣，對(duì)于本發(fā)明的元件，特別是對(duì)于電源和對(duì)于蒸汽-利 用發(fā)動(dòng)機(jī)，有大量可用設(shè)計(jì)。本發(fā)明想到，許多這些設(shè)計(jì)可以按新穎和創(chuàng)造性的方式與本 發(fā)明的介電蒸汽源系統(tǒng)組合，以便提供本發(fā)明的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)不同形 式，這些不同形式的介電-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可用于向包括新設(shè)計(jì)汽車(chē)及改裝汽車(chē)的大量工具、車(chē)輛及系統(tǒng)供給動(dòng)力，該改裝汽車(chē)以前使用依靠液體燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。在下面更 詳細(xì)地描述許多可選元件中的一些元件。冷凝器和/或冷凝裝置在大多數(shù)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明將進(jìn)一步包括冷凝裝置， 如蒸汽冷凝器，以在蒸汽向發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力并冷卻之后利用蒸汽，從而流體可被重新使用。 從1918年起，所有的Doble蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)都具有再循環(huán)蒸汽冷凝器，因此所使用的術(shù)語(yǔ) "Doble型”發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括冷凝裝置作為在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中呈現(xiàn)的可選元件。冷凝 裝置也可以包括隔熱，作為用于保持發(fā)動(dòng)機(jī)熱并將其保持在蒸汽循環(huán)中的方法(關(guān)于某些 早期發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，隔熱可能無(wú)效，或者關(guān)于文丘利氣體燃燒器，它無(wú)重點(diǎn)地過(guò)于起作用)。然 而，借助現(xiàn)代材料，隔熱裝置可以在貫穿系統(tǒng)循環(huán)的幾個(gè)點(diǎn)處有效地使用，并且促使本發(fā)明 的系統(tǒng)更高效。用于蒸汽生成的含電解質(zhì)介質(zhì)在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括一個(gè)或多個(gè)容 器或腔室，這些容器或腔室包含用于蒸汽生成的水和/或其它流體。在某些優(yōu)選實(shí)施例中， 可以使用包括含電解質(zhì)介質(zhì)，特別是含電解質(zhì)流體的一個(gè)或多個(gè)單個(gè)腔室。在這樣的單個(gè) 腔室實(shí)施例中，含電解質(zhì)流體將在腔室內(nèi)被介電地激勵(lì)，使得至少一些流體將迅速和連續(xù) 地被轉(zhuǎn)化成蒸汽。蒸汽將為蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的操作提供能量。在優(yōu)選實(shí)施例中，蒸汽將被冷凝 并且返回，以便在腔室內(nèi)重新使用。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，腔室可以被連續(xù)地供給新流體， 以代替作為蒸汽損失的任何流體。在這樣的實(shí)施例中，優(yōu)選的是，監(jiān)視電解質(zhì)水平，并且通 過(guò)添加含有或不含有電解質(zhì)的流體來(lái)維持這樣的水平。在其它實(shí)施例中，除了作為含電解 質(zhì)介質(zhì)的流體之外，或代替它，含電解質(zhì)介質(zhì)可以包括非液體，諸如粘性膠，氣體及固體，懸 浮液，和液體、氣體和固體介質(zhì)的混合物。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，將使用多個(gè)容器或腔室，這些容器或腔室包括(a)至少一 個(gè)第一容器或腔室，包含含電解質(zhì)流體，該含電解質(zhì)流體被介電地激勵(lì)，并且將生成熱或能 量，該熱或能量被提供給(b)至少一個(gè)第二容器或腔室，包含將被轉(zhuǎn)化成蒸汽的水或其它 流體。在這樣的多腔室蒸汽發(fā)生器的實(shí)施例中，第一腔室將包含含電解質(zhì)流體，該含電解質(zhì) 流體被介電地激勵(lì)，并將由此變熱。加熱的含電解質(zhì)流體(或其熱蒸汽)將接觸流體的第 二腔室的表面，該流體優(yōu)選地是蒸餾水或純水或具有較低沸點(diǎn)的工作溶液，如與氨水相混 合的水，該流體由此將轉(zhuǎn)化成提供給蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的蒸汽。典型地，蒸汽然后冷凝并且返回到 第二腔室以供重新使用。在優(yōu)選的多腔室實(shí)施例中，具有蒸餾水或純水的一個(gè)或多個(gè)第二 腔室可以“嵌套”在一個(gè)或多個(gè)第一腔室內(nèi)，使得純水將連續(xù)地通過(guò)第二腔室。在其它實(shí)施 例中，純水的盤(pán)旋管可以穿過(guò)電解質(zhì)腔室延伸。各種尺寸和構(gòu)造的容器和腔室的多種變化 和變更是可能的，并且將構(gòu)成本發(fā)明的一部分。使用蒸汽發(fā)生器的再加熱或預(yù)加熱在一些實(shí)施例中，可能希望的是，使蒸汽或水(或在具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中利用的任何 其它工作蒸汽或化學(xué)溶液)沿一定路線到管路中，該管路將它通過(guò)介電蒸汽發(fā)生器的內(nèi)部 送回，以便在蒸汽或液體在發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助渦輪機(jī)、或其它交流發(fā)電機(jī)狀裝置中完成某種其它 功能之前，升高蒸汽或液體的溫度。在舊式蒸汽汽車(chē)中進(jìn)行了類(lèi)似的事情，其中，從較大汽缸排出的蒸汽在沿一定路 線穿過(guò)Venturi燃燒器的紅熱內(nèi)部的小管路中循環(huán)出來(lái)，以便在蒸汽被復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)布置中 的下個(gè)較小汽缸使用之前，使蒸汽過(guò)熱。
使用這種原理，通過(guò)使管路通過(guò)介電蒸汽發(fā)生器內(nèi)的調(diào)節(jié)或生成腔室的蒸汽或水 區(qū)域以拾取另外的熱能，由整個(gè)電氣-蒸汽混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的不同級(jí)使用的蒸汽或水的溫 度可以在環(huán)路中的某些點(diǎn)處可選擇性地升高。一個(gè)或多個(gè)管路也可盤(pán)繞或彎曲成不同的構(gòu) 造，這些構(gòu)造允許它通過(guò)蒸汽發(fā)生器的內(nèi)部?jī)?nèi)的一些或甚至所有不同區(qū)域和腔室。基于所采取的具體設(shè)計(jì)實(shí)施例，這種方法也可用于預(yù)加熱將要返回到可選的水保 持箱、或直接返回到介電蒸汽發(fā)生器本身的內(nèi)部的水。輔助液壓電動(dòng)機(jī)和其它蓄能器在其它優(yōu)選實(shí)施例中，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，代替直接連接 到直接對(duì)車(chē)輛發(fā)出機(jī)械動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)軸，可代替地使用其活塞加壓液壓流體或類(lèi)似的蓄能器 方案，這些方案又可采用液壓電動(dòng)機(jī)向?qū)嶋H驅(qū)動(dòng)軸供給動(dòng)力，或者在需要時(shí)采用發(fā)動(dòng)機(jī)的 其它機(jī)械輸出。使用像液壓和壓縮空氣的方法向車(chē)輛的主推進(jìn)裝置和/或其它車(chē)載設(shè)備供 給動(dòng)力的這種分級(jí)蓄能器技術(shù)，對(duì)于重型車(chē)輛和施工設(shè)備制造領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的， 并且在某些實(shí)施例中是希望的。輔助渦輪機(jī)和其它交流發(fā)電機(jī)狀裝置在某些實(shí)施例中，可能希望的是，將小型電 動(dòng)機(jī)或渦輪機(jī)放置在生成蒸汽的點(diǎn)與將蒸汽變回流體冷凝器之間的蒸汽路徑中，以便向輔 助裝置提供動(dòng)力。在具有小型渦輪機(jī)的舊式蒸汽汽車(chē)中是這樣做的，以向給水泵提供動(dòng)力， 并且運(yùn)行交流發(fā)電機(jī)狀裝置，以向車(chē)輛的頭燈和其它功能供電。盡管可能的是，這樣的功能 將主要被設(shè)計(jì)成由(在本發(fā)明的實(shí)施例中想到的)車(chē)輛上的大型電池電源直接運(yùn)行，但期 望在一些構(gòu)造中希望使用蒸汽環(huán)路中的蒸汽向這樣的輔助渦輪機(jī)和其它裝置供電。盡管不是理想的，但在某些實(shí)施例中，可能優(yōu)選的是，可以使用少量可燃燃料來(lái)向 發(fā)動(dòng)機(jī)提供另外的能量；例如，作為輔助動(dòng)力產(chǎn)生裝置。在其它實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括 一個(gè)或多個(gè)備用電氣/電容系統(tǒng)，如備用電池，如果初始能量裝置低運(yùn)行，則可以使用所述 系統(tǒng)。其它實(shí)施例可以包括用于將本發(fā)明的電氣和/或介電裝置附接到外部電源的裝置， 如附接到AC電氣插座、或諸如外部電池或發(fā)電機(jī)的DC電壓源。這些元件可以用于允許發(fā) 動(dòng)機(jī)的更高效或快速啟動(dòng)，或允許本發(fā)明的電源裝置的充電。轉(zhuǎn)到附圖，圖1示意地描繪本發(fā)明的混合電氣-蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例的簡(jiǎn)化 樣式。在這個(gè)實(shí)施例中，到該混合電氣-蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的主要輸入是可來(lái)自現(xiàn)在或?qū)?lái) 供電的任何電源20的電力。電源線22或類(lèi)似充電裝置插入到電源20中，并且電力流入電 力存儲(chǔ)陣列M中的可充電電池和/或電容器，并向其充電，并且在一些實(shí)施例中，這些電池 和/或電容器可在陣列中包括已經(jīng)單獨(dú)充電的交換電池或電容器(如在緊急情形下或在要 求電池的立即快速更換的其它情形下)。一旦電力在車(chē)輛上，并且存儲(chǔ)在電力存儲(chǔ)陣列M中，它就流到變換器沈，變換器 26將它(具有輕微損失)從直流變換成可由介電蒸汽發(fā)生器30使用的交流。介電蒸汽發(fā) 生器30通過(guò)將電流從一個(gè)浸沒(méi)電極直接穿過(guò)混合有電解質(zhì)(通常是礦物鹽)的水發(fā)送到 接收電極，來(lái)使用AC電流迅速地煮沸水。由于電解質(zhì)的存在和水分子本身的偶極性質(zhì)，在 兩個(gè)(或更多個(gè))電極之間的電場(chǎng)使水分子按受激方式反應(yīng)，該受激方式產(chǎn)生分子摩擦和 熱，直到水(或具有較低沸點(diǎn)的其它適當(dāng)偶極工作化學(xué)溶液)煮沸成蒸汽或類(lèi)似工作蒸汽 的點(diǎn)。介電蒸汽發(fā)生器30也使用由變換器沈供給的AC電流，以基于型號(hào)和設(shè)計(jì)來(lái)操作其 小型給水泵和任何其它輔助電氣設(shè)備。一旦在介電蒸汽發(fā)生器30中被生成，工作蒸汽通過(guò)至少一個(gè)閥40用被管路弓I出，閥40響應(yīng)于來(lái)自車(chē)輛70的駕駛員的節(jié)流閥輸入而操作，并且也根據(jù)蒸汽壓力安全性、和機(jī) 動(dòng)車(chē)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)50基于它此刻正被如何驅(qū)動(dòng)的需求條件而調(diào)節(jié)。蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)50可以是以 前、現(xiàn)有、及潛在設(shè)計(jì)的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的任一種，這些蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)的、渦輪的、混合液壓 的或能夠?qū)C(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)力直接提供給任何類(lèi)型的車(chē)輛70 (特別是當(dāng)前使用內(nèi)燃機(jī)的那些 車(chē)輛)的其它蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。不管蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)汽缸、十二個(gè)汽缸或根本沒(méi)有汽缸，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)50中 的原動(dòng)機(jī)利用了熱蒸汽或其它工作蒸汽，它就從管路陽(yáng)排出到冷凝器單元60，冷凝器單元 60完成剩余溫度降低，以將它恢復(fù)成液體，該液體然后經(jīng)一定路線到可選的水保持箱62， 或者直接回到介電蒸汽發(fā)生器30。也可能的是，將可選的機(jī)械蓄能器系統(tǒng)72添加到這個(gè)實(shí)施例中，以便回收由制 動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、下坡等等消耗的一些機(jī)械和慣性能量，車(chē)輛在行駛的同時(shí)消耗這些能量。存在許 多不同類(lèi)型的這些系統(tǒng)，并且每年都在發(fā)明更多這種系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的范圍從相對(duì)簡(jiǎn)單的 彈簧、活塞、及飛輪到用于大型卡車(chē)的復(fù)雜計(jì)算機(jī)控制的液壓和壓縮空氣蓄能器系統(tǒng)。圖2擴(kuò)展了一些選項(xiàng)和不同實(shí)施例，所述選項(xiàng)和實(shí)施例是作為該基本改進(jìn)的混合 電氣-蒸汽手段在未來(lái)幾年如何定制和擴(kuò)大的例子而想到的。例如，在某些實(shí)施例中，可能有利的是，當(dāng)蒸汽或熱化學(xué)蒸汽循環(huán)通過(guò)蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī) 的各個(gè)汽缸或渦輪機(jī)部分時(shí)，向蒸汽或熱化學(xué)蒸汽添加另外的過(guò)熱。這可通過(guò)下述方式實(shí) 現(xiàn)在蒸汽剛初始到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)50之前，或者在它從各個(gè)汽缸排出時(shí)，在它到達(dá)下個(gè)汽缸或 渦輪機(jī)之前的重新加熱階段中，使可用電力26中的一些經(jīng)一定路線通過(guò)電動(dòng)過(guò)熱器56。在某些實(shí)施例中，可能有利的是，使保存量的熱蒸汽可用，該保存量的熱蒸氣可能 比通常由介電蒸汽發(fā)生器30實(shí)時(shí)提供的量大。為了實(shí)現(xiàn)此目的，“熱井” 33蒸汽箱可添加 到系統(tǒng)，以允許建立額外的工作蒸汽以供操作節(jié)流閥40或其它發(fā)動(dòng)機(jī)控制件的任何人當(dāng) 需要時(shí)立即使用。具有這種在熱井33中可用的應(yīng)急蒸汽能力也可允許車(chē)輛設(shè)計(jì)人員在一 些設(shè)計(jì)中使用較小的更高效的介電蒸汽發(fā)生器，而不犧牲緊急情況下的安全邊際。盡管優(yōu)選實(shí)施例使用飽和蒸汽以相對(duì)低的溫度操作，但在某些實(shí)施例中有利的 是，在較高壓力和溫度下操作蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，以獲得一定功率和性能效率。過(guò)了飽和蒸汽點(diǎn)以 后，當(dāng)將向工作蒸汽添加了足夠的過(guò)熱時(shí)，重要的是能夠?qū)?rùn)滑劑添加到蒸汽環(huán)路中，從而 將必須添加潤(rùn)滑注入裝置58，并且還將必須添加潤(rùn)滑儲(chǔ)槽裝置57，以便在蒸汽或蒸氣重新 冷凝成液體之前除去潤(rùn)滑劑。在某些實(shí)施例中，可能希望回收在蒸汽或工作蒸汽已經(jīng)從蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)50排出并 且正在其到冷凝器60的路途上之后，仍然包含在蒸汽或工作蒸汽中的大部分剩余殘余能 量。這可通過(guò)用小型渦輪機(jī)80或抽取殘余能量的類(lèi)似裝置截獲返回的蒸汽流而實(shí)現(xiàn)，然 后，該殘余能量可立即變回成電力，并且用于向在車(chē)輛70本身上的輔助系統(tǒng)82供電，或者 它可直接返回84到電力存儲(chǔ)陣列。圖3A和;3B是剖視圖，示出了介電蒸汽發(fā)生器的核心功能，為了清楚起見(jiàn)已經(jīng)除去 多個(gè)管路、閥、量表、安全裝置、及加壓供水泵，它們組成這些裝置的實(shí)際商業(yè)版本。在發(fā)明的混合電氣蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的方案中，AC電流沈被供給到 電極90，電極90包含在嵌套的內(nèi)部腔室91內(nèi)，該嵌套內(nèi)部腔室91部分地填充有混合了電 解質(zhì)94的再循環(huán)水62或某種類(lèi)似的化學(xué)溶液，其在電場(chǎng)存在的情況下當(dāng)電流在電極93的浸沒(méi)末端之間通過(guò)并且使流體煮沸成蒸汽或蒸氣92時(shí)，將直接煮沸成工作蒸汽。然后，該 工作蒸汽包含在各個(gè)嵌套腔室92的上部部分中，直到它在節(jié)流閥40系統(tǒng)的需要和來(lái)自駕 駛員和發(fā)動(dòng)機(jī)的其它輸入時(shí)用管路引出。在圖IBB所示的實(shí)施例是相同的介電蒸汽發(fā)生器，該介電蒸汽發(fā)生器具有完全穿 過(guò)容器的一個(gè)或多個(gè)管路99，以便允許蒸汽或液體水(或基于具體設(shè)計(jì)實(shí)施例的另一種工 作流體的蒸汽)或者在繼續(xù)到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的某一級(jí)之前被重新加熱(比如，蒸汽在它在汽缸 之間通過(guò)時(shí)被循環(huán)回來(lái)并重新加熱、或者排出蒸汽在它通過(guò)在圖2所示的輔助渦輪機(jī)80之 前被短暫地重新加熱)，或者作為再冷凝水或其它工作流體的預(yù)加熱方法，該再冷凝水或其 它工作流體返回到可選水箱62或直接到介電蒸汽發(fā)生器30本身的進(jìn)口，作為再循環(huán)水或 在這種系統(tǒng)中實(shí)施的流體環(huán)路的一部分。在這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)管路99可直接延伸通過(guò)介電蒸汽發(fā)生器30的僅一 個(gè)內(nèi)部腔室的蒸汽或水區(qū)域，或者延伸通過(guò)內(nèi)部和外部腔室兩者，或者它可基于采取的重 新加熱要求和具體設(shè)計(jì)，比在圖3B中示出的甚至更密集地穿過(guò)多個(gè)內(nèi)部腔室的蒸汽和水 區(qū)域兩者盤(pán)繞。根據(jù)某些優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)和本文的描述，顯而 易見(jiàn)，本發(fā)明是非常通用的，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白，本發(fā)明的方法和材料能夠 按多種方式，對(duì)于各種各樣的用途而變更、適應(yīng)及修改，而不會(huì)與所描述的本發(fā)明的本質(zhì)不 同。這樣的變更、適應(yīng)及修改被想到，并且認(rèn)為是本發(fā)明的一部分，在由附屬于本發(fā)明的權(quán) 利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍和教導(dǎo)內(nèi)。在本說(shuō)明書(shū)中提到的全部文獻(xiàn)和全部網(wǎng)站由此通過(guò)引用并入本文，并且參考的文 獻(xiàn)或網(wǎng)站的信息將被認(rèn)為是說(shuō)明書(shū)的一部分，就像它在這里被完全重述那樣。
權(quán)利要求
1.一種用于由電能產(chǎn)生機(jī)械能的系統(tǒng)，包括 電流源；鍋爐裝置，用于直接通過(guò)電流從導(dǎo)電液體產(chǎn)生熱蒸汽，所述鍋爐裝置包括至少兩個(gè)電 極，所述至少兩個(gè)電極電氣耦接到電流源，并且通過(guò)使電極之間的電流通過(guò)液體而將液體 煮沸成蒸汽；以及發(fā)動(dòng)機(jī)，由熱蒸汽產(chǎn)生機(jī)械能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)從所述鍋爐裝置吸入熱蒸汽，并且以 較低溫度排放蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)用于向車(chē)輛供給動(dòng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述車(chē)輛是汽車(chē)或卡車(chē)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括蓄能器系統(tǒng)，所述蓄能器系統(tǒng)從車(chē)輛回收 機(jī)械能。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是可使用內(nèi)燃機(jī)的類(lèi)型的裝置的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括再循環(huán)冷凝器，該再循環(huán)冷凝器吸入已經(jīng) 被發(fā)動(dòng)機(jī)排出的較低溫度蒸汽，將蒸汽冷凝成液體，并存儲(chǔ)液體，使得它可返回到鍋爐裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)電液體限定電解質(zhì)導(dǎo)體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述電解質(zhì)導(dǎo)體包括含電解質(zhì)的水。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)電液體包括偶極分子。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電流源包括電力存儲(chǔ)系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述電流源進(jìn)一步包括用于從存儲(chǔ)的電力產(chǎn) 生交變電流(AC)的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述電力存儲(chǔ)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可充電電 池和電容器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電流源提供交變電流(AC)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括從蒸汽或發(fā)動(dòng)機(jī)回收能量的系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述回收能量的系統(tǒng)由回收的能量發(fā)電。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將蒸汽加熱到較高溫度的次級(jí)加熱器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述次級(jí)加熱器是電氣操作的。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將潤(rùn)滑劑添加到熱蒸汽中的系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將潤(rùn)滑劑從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的蒸汽中除 去的系統(tǒng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于保持被供給到鍋爐裝置的液體的儲(chǔ)箱。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括熱井，所述熱井用于在熱蒸汽被供給到發(fā) 動(dòng)機(jī)之前保持該熱蒸汽。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括液體加熱器，該液體加熱器包括輸送液體 的管路或管子，所述管路或管子暴露于熱蒸汽。
25.一種用于使用電能向車(chē)輛供給動(dòng)力的系統(tǒng)，包括 一個(gè)或多個(gè)可充電電池和電容器，用于存儲(chǔ)電力；用于由存儲(chǔ)的電力產(chǎn)生交變電流(AC)，以實(shí)現(xiàn)交流源的裝置； 導(dǎo)電液體，包括含電解質(zhì)的水；鍋爐裝置，用于直接通過(guò)AC由導(dǎo)電液體產(chǎn)生熱蒸汽，所述鍋爐裝置包括至少兩個(gè)電 極，所述至少兩個(gè)電極電氣耦接到交流源，并且通過(guò)使電極之間的電流通過(guò)液體將液體煮 沸成蒸汽；以及蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，由熱蒸汽產(chǎn)生機(jī)械能，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)吸入來(lái)自鍋爐裝置的熱蒸汽，并 且以較低溫度排出蒸汽；所述蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)用于向車(chē)輛供給動(dòng)力。
26.一種用于使用電能向車(chē)輛供給動(dòng)力的系統(tǒng)，包括 一個(gè)或多個(gè)可充電電池或電容器，用于存儲(chǔ)電力；用于由存儲(chǔ)的電力產(chǎn)生交變電流(AC)，以實(shí)現(xiàn)交流源的裝置； 導(dǎo)電液體，包括含電解質(zhì)的水；鍋爐裝置，用于直接通過(guò)AC由導(dǎo)電液體產(chǎn)生熱蒸汽，所述鍋爐裝置包括至少兩個(gè)電 極，所述至少兩個(gè)電極電氣耦接到交流源，并且通過(guò)使電極之間的電流通過(guò)液體將液體煮 沸成蒸汽；蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，由熱蒸汽產(chǎn)生機(jī)械能，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)吸入來(lái)自鍋爐裝置的熱蒸汽，并 且以較低溫度排出蒸汽，其中，所述蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)用于向車(chē)輛供給動(dòng)力；再循環(huán)冷凝器，吸入由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的較低溫度蒸汽，將蒸汽冷凝成液體，并存儲(chǔ)液體， 使得它可返回到鍋爐裝置；蓄能器系統(tǒng)，從車(chē)輛回收機(jī)械能；以及 從蒸汽或發(fā)動(dòng)機(jī)回收能量的系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于由電能產(chǎn)生機(jī)械能的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)具有電流源(24、26)；鍋爐裝置(30)，用于直接通過(guò)電流由導(dǎo)電液體(94)產(chǎn)生熱蒸汽，所述鍋爐裝置包括至少兩個(gè)電極(90)，所述至少兩個(gè)電極(90)電氣耦接到電流源(24、26)，并且通過(guò)使電極(90)之間的電流通過(guò)液體(94)而將液體(94)煮沸成蒸汽(92)；以及發(fā)動(dòng)機(jī)(50)，由熱蒸汽(92)產(chǎn)生機(jī)械能。
文檔編號(hào)B60K3/00GK102131665SQ200980132933
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者E·弗朗西斯 申請(qǐng)人:零燃料技術(shù)有限責(zé)任公司