專利名稱：流體壓差發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，尤其是涉及一種流體壓差發(fā)動機，其利用流體的 熱量制造出壓力差或直接利用壓力差，轉(zhuǎn)化為活塞的往復運動，也可以進一步 將活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為輪機的轉(zhuǎn)動為輸出方式。
二背景技術(shù)：
在以往，將熱量轉(zhuǎn)化為活塞的往復運動都采用的是蒸汽機方案或內(nèi)燃機方 案，蒸汽機方案即熱量加熱鍋爐中的某種液體，產(chǎn)生的蒸汽作用于蒸汽室中 的活塞使之做功，然后將蒸汽排出，并使活塞復位，以此實現(xiàn)活塞的往復運動。 本發(fā)明中的溫差發(fā)動機是對蒸汽機原理的改進，傳統(tǒng)的蒸汽機在對外做功的時 候，要求外界輸入的熱量非常大，必須要能夠使液體(即做功介質(zhì))發(fā)生液體轉(zhuǎn) 化為氣體的液氣相變。但自然界中存在著大量的低溫熱量，其溫度不足以使做 功介質(zhì)發(fā)生液氣相變，如海水、太陽能熱水器中的水，其中都含有大量熱量， 傳統(tǒng)蒸汽機無法直接利用，這就使能量利用范圍變得非常狹窄，以至于只能用 燃料產(chǎn)生的熱量來促使液氣相變的發(fā)生。本發(fā)明就針對這一缺陷進行研究，意 圖是采用離常溫不遠的熱源也能使蒸汽機工作的方法，最終的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了相 當廣泛的一類發(fā)動機原理。
為了充分利用非高溫流體中,有的熱量，就必須考慮到將熱量傳遞給做功 介質(zhì)的那種流體其溫度可能不足以使做功介質(zhì)發(fā)生相變，但溫度的變化會導致
許多種氣體和液體發(fā)生熱脹冷縮效應，當這些流體升溫就會壓迫活塞向外運動， 而降溫就會使活塞向內(nèi)運動，只要交替使流體升溫和降溫就可以使活塞運動，
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種流體壓差發(fā)動機， 其提供了做功介質(zhì)可以發(fā)生液氣相變也可以不發(fā)生相變時都能使活塞發(fā)生往復 運動的方法，從而能夠使非高溫流體中的熱量轉(zhuǎn)化為功，這種功可以通過發(fā)電 機進一步轉(zhuǎn)化為電能。另外，本發(fā)明使發(fā)動機工作效率比蒸汽機提高了很多。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種流體壓差發(fā)動機，其特殊之處在于包括做功單元，做功單元由單元 連接系統(tǒng)連接，做功單元并與功率輸出系統(tǒng)連接。
當采用熱量作為發(fā)動機的輸入時，做功單元包括承壓容器，承壓容器連接 有活塞以及熱交換裝置，容器內(nèi)充盈著做功介質(zhì)。
當采用流體自身的壓力作為發(fā)動機的輸入時，做功單元由一個上游容器、 一個或多個下游容器以及設(shè)于容器內(nèi)的有閥門控制的活塞室組成。
做功單元之間需要通過單元連接系統(tǒng)連接起來，包括熱交換裝置的連接、 活塞與做功單元之間的連接、活塞與活塞之間的連接和做功介質(zhì)的連接，實際 實現(xiàn)時，可選用其中的一些或全部連接方式。
做功介質(zhì)的連接是在容器之間設(shè)置上行管道系統(tǒng)和下行管道系統(tǒng)，有閥門 控制做功介質(zhì)是否進出容器，在兩容器需要交換做功介質(zhì)時，需要先打開兩個 容器間上行管道的閥門，然后再打開兩個容器間下行管道的閥門。
功率輸出系統(tǒng)設(shè)置兩套泵容器，泵容器內(nèi)充盈著不可壓縮流，每套泵容器 都與所有指定的做功單元的活塞通過閥門、管道相連，對于往復式功率輸出管
理系統(tǒng)，在某一個時段，通過閥門控制著所有向外運動的活塞都與第一套泵容 器相連而所有向內(nèi)運動的活塞都與第二套泵容器相連，而在下一個時段，通過 閥門控制著所有向外運動的活塞都與第二套泵容器相連而所有向內(nèi)運動的活塞 都與第一套泵容器相連，兩泵容器間設(shè)置雙面活塞，就使所有指定的做功單元
的活塞運動都轉(zhuǎn)化為該雙面活塞的往復運動。對于轉(zhuǎn)動式功率輸出管理系統(tǒng)， 通過閥門控制著所有向外運動的活塞都與第一套泵容器相連而所有向內(nèi)運動的 活塞都與第二套泵容器相連，兩泵容器間設(shè)置輪機，第一套泵容器連接輪機入 口，第二套泵容器連接輪機出口。
做功單元的活塞其一面與做功單元中的做功介質(zhì)相接觸，另一面與泵容器中 的不可壓縮流相接觸。
一種流體壓差發(fā)動機的實現(xiàn)方法，其特殊之處在于溫差發(fā)動機若由一個 做功單元組成，則該發(fā)動機輪流輸入熱流和冷流對外做功；若由多個做功單元 組成，則發(fā)動機采用輪流給其中1個和多個做功單元輸入熱流或冷流，而同時 給其它做功單元輸入冷流或熱流的方式，使各做功單元出現(xiàn)活塞的往復運動。
一種流體壓差發(fā)動機的實現(xiàn)方法，其特殊之處在于溫差發(fā)動機由多個做 功單元組成，給做功單元每個都固定地通以熱流或冷流，通過在熱做功單元與 冷做功單元之間交換做功介質(zhì)的方法實現(xiàn)活塞可持續(xù)的往復運動。
一種流體壓差發(fā)動機的實現(xiàn)方法，其特殊之處在于活塞與做功單元之間 連接時有閥門控制，活塞向外運動時，將活塞與壓強高的容器相連，活塞向內(nèi) 運動時，將活塞與壓強低的容器相連，溫差發(fā)動機若由多個做功單元組成，每 個做功單元通過活塞定向管理系統(tǒng)控制在某一個時間段內(nèi)與哪一個活塞相連， 活塞定向管理系統(tǒng)通過控制閥門的開閉，讓需要向外運動的活塞與熱做功單元
連通，讓需要向內(nèi)運動的活塞與冷做功單元連通，實現(xiàn)活塞的往復運動，直接 壓力發(fā)動機每個做功單元通過活塞定向管理系統(tǒng)控制在某一個時間段內(nèi)與哪一 個活塞相連，活塞定向管理系統(tǒng)通過控制閥門的開閉，讓需要向外運動的活塞 與上游容器連通，讓需要向內(nèi)運動的活塞與下游容器連通，實現(xiàn)活塞的往復運 動。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下-
本發(fā)明可以用于帶動發(fā)電機發(fā)電，很容易就可以達到MW級的單機發(fā)電規(guī)模，
其中溫差發(fā)動機的工作不消耗任何物質(zhì)，只消耗環(huán)境中自然存在的各種流體的 熱量，完全不會產(chǎn)生溫室氣體，也不需要化石燃料，發(fā)電成本可以降低到幾乎
為0;可以用來作為汽車的發(fā)動機，這種發(fā)動機不用燃油，夏天可以使用液體二 氧化碳作為冷流把空氣作為熱流，冬天可以把空氣作為冷流而把隨便什么燃料
作為熱流，對于解決油荒問題具有現(xiàn)實的意義；可以適用于一切需要機械運動
的場合，具有廣泛的用途。
四

圖1為單做功單元溫差發(fā)動機的示意圖2為通過聯(lián)動提高效率的雙做功單元的2+-1輪值式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為帶有活塞聯(lián)動裝置的4++x-(4-X)輪值式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖； 圖 4 為 4++3—1輪值式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為1++1/2+-0換介式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖6為4++3-1/2+-1換介式汽車發(fā)動機示意圖7為[1/1]+-1輪接式發(fā)動機水為做功介質(zhì)的原理示意圖8為以氨為做功介質(zhì)的1階換介的[1/1]+-1輪接換介式發(fā)動機原理圖9為管理4個活塞的往復式功率輸出管理系統(tǒng)示意圖10為單做功單元的1++1輪值式泵式發(fā)動機示意圖； 圖11為帶聯(lián)動的功泵活塞結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12為直接壓力發(fā)動機原理示意圖。
圖中，1-熱交換裝置，2-承壓容器，3-做功介質(zhì)，4-活塞，5-做功單元， 6-活塞聯(lián)動裝置，7-閥門，8-噴嘴，9-熱量交換室，10-活塞聯(lián)動裝置，11-閥 門，12-做功介質(zhì)，13-做功活塞，14-熱做功單元，15-熱交換裝置，16-閥門， 17-上行管道系統(tǒng)，18-活塞聯(lián)動裝置，19-熱做功單元，20-下行管道系統(tǒng)，21-熱量交換室，22-冷做功單元，23-冷做功單元，24-水，25-水蒸氣，26_活塞管 理系統(tǒng)，27-熱做功單元，28-上行管道系統(tǒng)，29-交換室，30-冷做功單元，31-液氨，32-氨氣，33-下行管道系統(tǒng)，34-活塞聯(lián)動裝置A， 35-活塞聯(lián)動裝置B， 38-做功單元，39-熱交換裝置，40-做功介質(zhì)，41-定壓活塞，42-輪機，43-泵 動介質(zhì)，44-活塞泵，45-做功活塞，46-承壓容器，47-做功介質(zhì)，48-聯(lián)動介質(zhì)， 49-泵動介質(zhì)，50-帶聯(lián)動的功泵活塞，51-功泵活塞，52-高壓流體，53-活塞定 向管理系統(tǒng)，54-活塞聯(lián)動裝置，55-泵式功率輸出管理系統(tǒng)。
五具體實施例方式
本發(fā)明由一個或多個做功單元組合而成，對于溫差發(fā)動機而言，每個做功 單元都包含一個承壓容器、至少一個活塞、至少一套熱交換裝置，容器中充盈 著做功介質(zhì)。做功介質(zhì)是液體、氣體或液氣混合體，要求做功介質(zhì)在溫度升高 時密度會減小，而在溫度下降時密度會增大，導致密度發(fā)生變化的原因可以是 液體、氣體的熱脹冷縮效應或氣液相變；做功單元應當能夠通過熱交換裝置與 外界的流體交換熱量，使做功介質(zhì)的溫度升高或降低；當做功介質(zhì)溫度升高或
降低時會導致做功介質(zhì)壓強增大或減小，造成活塞兩面的壓力不平衡，活塞對 外做功，直到壓力平衡，因此溫差發(fā)動機更準確的名稱是溫度導致的流體壓差 發(fā)動機。直接壓力發(fā)動機更準確的名稱是非溫度導致的流體壓差發(fā)動機，對于 這種直接壓力發(fā)動機而言，做功單元由上游容器、下游容器和至少1個由閥門 控制的活塞室組成。
做功單元的任務是提供給活塞壓力，使活塞獲得運動的作用力。
以下先介紹溫差發(fā)動機結(jié)構(gòu)
與蒸汽機相比較， 一個做功單元的溫差發(fā)動機就相當于把原本的鍋爐、蒸 汽室、冷凝室三個容器合并成一個容器。
當溫差發(fā)動機由一個做功單元組成時，必須交替地給該發(fā)動機通入溫度較 高的熱流和溫度較低的冷流，熱流和冷流可以是氣體、液體等流體，當熱流作 用于溫差發(fā)動機時，活塞對外做功，而冷流作用于溫差發(fā)動機時，活塞就逐漸 復位，實現(xiàn)活塞的往復運動。與蒸汽機相比，該發(fā)動機加熱時相當于把鍋爐、 蒸汽室和冷凝室中的做功介質(zhì)一塊兒加熱，而冷凝時是把鍋爐、蒸汽室和冷凝 室的做功介質(zhì)一塊兒冷卻，無疑這種發(fā)動機的熱效率不如蒸汽機，但這種發(fā)動 機不要求必須發(fā)生液、氣的相變，也就不要求熱流有很高的溫度，只要熱流、 冷流之間有溫度差，溫差發(fā)動機就可以工作，大大地擴大了發(fā)動機的熱源范圍， 比如可以把地熱水當作熱流、河水當作冷流，或者在南極地區(qū)把海水當作熱流、 把冷空氣當作冷流，發(fā)動機都可以正常工作。這種單做功單元發(fā)動機的典型結(jié) 構(gòu)如附圖1所示。
溫差發(fā)動機也可以由多個做功單元組成，此時涉及到如何將多個做功單元組 合成一個發(fā)動機的問題。本發(fā)明針對如何由多個做功單元組成一個發(fā)動機進行
了研究，解決了很多問題，涉及到以下一些方面熱流/冷流如何與做功介質(zhì)相 作用、不同做功單元的做功介質(zhì)之間如何交換、活塞與不同做功單元做功介質(zhì) 之間如何相連、活塞之間如何連接以及發(fā)動機如何輸出功率。按照熱流/冷流與 做功單元的關(guān)系，此時的溫差發(fā)動機分為兩種類型第一種是熱流和冷流輪流 作用在各做功單元上，使發(fā)動機對外做功，稱為輪值式發(fā)動機，第二種熱流或 冷流固定地作用于做功單元，稱為定值式發(fā)動機。對于定值式發(fā)動機，為了解 決活塞的往復運動問題，又有三種實現(xiàn)方式，第一種方式是做功介質(zhì)輪流地在 不同的做功單元間交換，稱為換介式發(fā)動機，第二種方式是活塞輪流地與不同 的做功單元相連接，稱為輪接式發(fā)動機，第三種方式是前兩種方式的綜合，即 活塞輪流地與不同的做功單元相連接，而且做功介質(zhì)輪流地在不同的做功單元 間交換，稱為輪接換介式發(fā)動機。附圖1所示的單做功單元組成的溫差發(fā)動機 實質(zhì)上是一種輪值式發(fā)動機。為了方便記憶，用一表示發(fā)動機采用向內(nèi)運動的 活塞做功，用++表示發(fā)動機用向外運動的活塞做功，+-表示無論活塞向內(nèi)、向 外運動時都做功，對于換介式發(fā)動機，用/區(qū)分冷做功單元和熱做功單元，/前 為熱做功單元，/后為冷做功單元，對于輪接式發(fā)動機，用[]表示括號內(nèi)的做功 單元共同對外連接活塞。附圖1所示的發(fā)動機為1++1發(fā)動機，前面的l表示由 l個做功單元組成，后面的++1表示有1個活塞在通熱流時對外做功，由于沒有 /和[]號，表示這是一種輪值式發(fā)動機。 第一類發(fā)動機輪值式發(fā)動機 一種簡單的n++k輪值式發(fā)動機由n個做功單元組成，其每個做功單元都如
附圖1所示的結(jié)構(gòu)，此時給k個做功單元通入熱流，使各做功單元輪流對外做 功，不做功的n-k個做功單元則通冷流，使活塞復位，通過適當?shù)膫鲃友b置，
每個活塞所做的功都傳遞給同一個轉(zhuǎn)輪，發(fā)動機以轉(zhuǎn)輪運動的方式輸出功率， 就可以連續(xù)地或按希望的方式對外輸出功率，如果只是希望發(fā)電，也可以直接 采用往復式發(fā)電機發(fā)電。
為了提高效率，有很多措施可供采用，附圖2給出了由兩個做功單元組成 的2+-1輪值式發(fā)動機，該發(fā)動機的活塞聯(lián)成一體，在第一個沖程，給第一個做 功單元施加熱流時，第二個施加冷流，到達極限位置后再反過來給第一個做功 單元施加冷流而給第二個施加熱流，以實現(xiàn)第二個沖程，重復進行，活塞便可
以往復運動。附圖3給出了一種多個做功單元的采用活塞聯(lián)動技術(shù)的4++^-(4-x) 輪值式發(fā)動機，在這種發(fā)動機方案中每個做功單元5的活塞都與活塞聯(lián)動裝置6 的一個活塞聯(lián)結(jié)在一起，活塞聯(lián)動裝置6由貫通的密閉管道裝置和若干個活塞 組成，管道中充盈著不可壓縮流體，通過靜壓原理實現(xiàn)活塞間的傳力，這種不 可壓縮流體稱為聯(lián)動介質(zhì)。聯(lián)動介質(zhì)通常選用水。發(fā)動機工作時同時給其中的 x二l， 2或3個做功單元通熱流，使其做功，而同時給其它的4-x個做功單元通冷 流，使活塞復位，復位時的負壓也作為功率輸出的一個因素，因此發(fā)動機的功 率由x個向外運動的活塞和(4-x)個向內(nèi)運動的活塞共同組成，通過適當?shù)难b置
就可以對外輸出功率。使用活塞聯(lián)動技術(shù)可以使冷做功單元對外做功成為可能， 其原理是降低了做功介質(zhì)的溫度后，冷做功單元內(nèi)的壓強會下降，活塞聯(lián)動裝 置上其他活塞的壓強大，就會迫使冷做功單元的活塞向內(nèi)做功。利用這個原理 的輪值式發(fā)動機由通入冷流的那個做功單元的活塞為輸出功率的主要活塞，稱 為冷輪值式發(fā)動機。利用冷輪值式發(fā)動機方案可以很方便地設(shè)計出汽車用的發(fā) 動機， 一種該方案的4++3--1發(fā)動機其結(jié)構(gòu)如附圖4所示，它由4個做功單元 組成，每個做功單元的活塞通過活塞聯(lián)動裝置10相連接，熱交換裝置在容器內(nèi)
部的部分用閥門隔離出一個熱量交換室9，在熱量交換室9中可以噴入液體二氧 化碳；選用的做功介質(zhì)在常溫下是高壓氣體，在臨界溫度T以下會變成液體。 該發(fā)動機工作原理是做功介質(zhì)在常溫下是高壓氣體，只要將其溫度下降到T 以下，它就會變成液體，導致做功單元內(nèi)的壓強急劇下降，通過活塞聯(lián)動裝置 10就能推動該做功單元的活塞做功，方向是向內(nèi)；為了使溫度能夠急劇下降， 采用的方案是通過閥門在熱交換裝置中隔離出一個熱量交換室9，在其中噴入液
體二氧化碳，液體二氧化碳在熱量交換室中氣化而吸收大量的熱量，導致做功
介質(zhì)的溫度和壓強急劇下降；其它熱做功單元的壓強會通過聯(lián)動裝置推動冷做 功單元的活塞向內(nèi)運動，通過適當?shù)难b置，該發(fā)動機就可以對外輸出功率；做 功單元的做功過程完成后，打開閥門，空氣把冷廢氣沖走，同時加熱該做功單 元內(nèi)的做功介質(zhì)，最終完成活塞位置的復原。做功介質(zhì)可以選用高壓二氧化碳 氣體、高壓氨氣等。這種方案適合于作為汽車的發(fā)動機，這種發(fā)動機消耗的是 液體二氧化碳而不是汽油，液體二氧化碳是通過壓縮空氣獲得的，因而發(fā)動機
本身并沒有產(chǎn)生溫室氣體，沒有任何污染，是一種環(huán)保型的發(fā)動機方案。冷輪 值式發(fā)動機的工作流程和特點與內(nèi)燃機相比正好相反，內(nèi)燃機是把液體轉(zhuǎn)化成 高壓氣體，以此做功，而冷輪值式發(fā)動機是把高壓氣體轉(zhuǎn)化為液體，以此做功; 內(nèi)燃機工作時產(chǎn)生大量的熱量，而冷輪值式發(fā)動機工作時需要吸收大量的熱量。 第二類發(fā)動機換介式發(fā)動機
換介式發(fā)動機的每個做功單元總是固定地通熱流或冷流，但熱做功單元的 做功介質(zhì)在適當?shù)臅r機部分或全部與某一冷做功單元的做功介質(zhì)互換，這種類 型的發(fā)動機由熱做功單元組、冷做功單元組、上行管道系統(tǒng)、下行管道系統(tǒng)組 成，上行管道系統(tǒng)完成做功介質(zhì)由熱做功單元向冷做功單元的傳輸，而下行管道系統(tǒng)完成做功介質(zhì)由冷做功介質(zhì)向熱做功單元的傳輸，可以采用泵或重力等 方法實現(xiàn)這一過程。
附圖5給出了由1個熱做功單元與2個冷做功單元組成的1++1/2+-0換介 式溫差發(fā)動機的一種實現(xiàn)方法，它適用于南極或北極等寒冷地區(qū)，熱流采用酒 精，酒精與海水換熱，吸取海水中的熱量；冷流采用空氣，為了簡化結(jié)構(gòu)，將 冷做功單元U的專用熱交換裝置取消，讓其容器壁承擔熱交換裝置的功能，冷 做功單元ll的活塞不對外做功，只是為了使做功活塞在復位時盡可能地快。該發(fā)動機中熱做功單元14中的做功介質(zhì)吸收熱量后溫度升高密度變小，作用在該熱容器活塞上的壓力增大，熱容器活塞從其初始位置向外做功，同時冷做功單元11中的做功介質(zhì)12的熱量被空氣帶走，溫度降低密度變大，冷容器的活塞 從其初始位置向內(nèi)運動，直到各個活塞均到達各自的極限位置；此時通過上行 管道系統(tǒng)連通熱做功單元14和一個冷做功單元11，實現(xiàn)兩個容器內(nèi)壓力相等， 然后通過下行管道系統(tǒng)連通，這兩個承壓容器中的做功介質(zhì)就部分或全部互換， 可以采用使冷容器的位置高于熱容器的方法，也可以采用泵來加速這一過程， 采用泵時，不一定冷容器的位置要高于熱容器，同時合理地設(shè)計做功活塞的受 力方向和面積，使得兩個活塞均能自動地恢復到初始位置；將兩個承壓容器中 的做功介質(zhì)重新隔離開，可以采用閥門或隔板等手段，然后重新重復對外做功。 為了提高換介式發(fā)動機的效率，通常也可以采用活塞聯(lián)動裝置，最合理的方法 是熱做功單元組采用一套活塞聯(lián)動裝置，而冷做功單元采用另外一套活塞聯(lián)動 裝置。管道系統(tǒng)也可以采用一套或多套管道裝置組成，視交換兩容器之間做功 介質(zhì)時所需要的時間而定。換介式發(fā)動機也可以通過冷做功單元的活塞來做功， 附圖6給出了一種采用冷做功單元22作為主要做功源的4++3-1/2+-1換介式
汽車發(fā)動機設(shè)計方案，這種發(fā)動機的四個熱做功單元19的活塞通過活塞聯(lián)動裝 置18相連，采用容器外壁作為熱交換裝置，與空氣流進行熱交換，使做功介質(zhì) 的溫度升高；兩個冷做功單元的活塞通過另外一個活塞聯(lián)動裝置相連，每個做 功單元都有一個熱量交換室21，熱量交換室21的溫度很低，使做功介質(zhì)的溫度 降低，并且可以降低自U使做功介質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)的程度；使熱量交換室溫 度降低的方法是噴入液體二氧化碳，液體二氧化碳在熱量交換室中氣化成為氣 體，吸收大量的熱量；有由一套管道裝置組成的上行管道系統(tǒng)17和由一套管道 裝置組成下行管道系統(tǒng)20與所有的做功單元都分別相連，并可通過閥門控制做 功介質(zhì)是否進出做功單元與管道系統(tǒng)之間，上行管道系統(tǒng)17用于將熱做功單元 19的做功介質(zhì)送入冷做功單元22中，而下行管道系統(tǒng)20用于將冷做功單元22 中的做功介質(zhì)送入熱做功單元19中，為了保證上述目的的實現(xiàn)，熱做功單元19 的位置應當?shù)陀诶渥龉卧?2，必要時可以采用泵來保證這一過程。為了述說 明確，兩個冷做功單元22分別命名為A單元和B單元，該發(fā)動機由四個工況依 序發(fā)生，工況I:此時A活塞處于最外的位置，A的閥門以及原來與A相連的所 有熱做功單元的閥門關(guān)閉，然后開啟B以及與B相連的某熱做功單元B'的上行 閥門，并向A中的熱量交換室噴入液體二氧化碳，二氧化碳氣化吸收熱量，導 致A中的做功介質(zhì)液化，壓強降低，活塞向A方向移動；工況II:開啟B和B' 的下行閥門，活塞繼續(xù)向A運動，直到到達活塞的最內(nèi)的極限位置，期間完成B 與B'之間的做功介質(zhì)互換；工況III:關(guān)閉B以及與B原來相連的熱做功單元B' 的所有閥門，然后開啟A的上行閥門和一個熱做功單元A'的上行閥門，同時在
B中的熱量交換室中噴入液體二氧化碳，使活塞向B方向移動；工況IV:開啟A
的下行閥門和熱做功單元A'的下行閥門，活塞會繼續(xù)向B方向移動，完成這兩
個做功單元的做功介質(zhì)互換，直到互換工作完成且A活塞到達最外的的極限位 置。重復工況I IV，冷做功單元的活塞就可以實現(xiàn)往復運動。 第三類發(fā)動機輪接式發(fā)動機
輪接式發(fā)動機一般結(jié)構(gòu)比較復雜，它需要由熱做功單元組、冷做功單元組、 活塞定向管理系統(tǒng)、做功介質(zhì)單向傳輸系統(tǒng)組成，每個做功單元都與活塞定向 管理系統(tǒng)、做功介質(zhì)交換系統(tǒng)連接?；钊ㄏ蚬芾硐到y(tǒng)決定著在做功時是熱做 功單元組中哪一個熱做功單元、冷做功單元組中哪一個冷做功單元與活塞組中 哪一個活塞相連，可以通過適當?shù)拈y門開閉來完成這一功能，當需要一個活塞 向外運動時，連接一個熱做功單元與該活塞的通道，關(guān)閉所有與該活塞相連的 其他通道，當需要一個活塞向內(nèi)運動時，連接一個冷做功單元與該活塞的通道， 關(guān)閉所有與該活塞相連的其他通道；由于活塞運動時，會有一定量的做功介質(zhì) 被活塞壓入冷做功單元中，因此還需要設(shè)置做功介質(zhì)單向傳輸系統(tǒng)，把冷做功 單元中多余的做功介質(zhì)重新傳輸?shù)綗嶙龉卧?，在傳統(tǒng)的蒸汽機方案中，單 向傳輸是通過人力或者泵等外力來完成。發(fā)動機在工作過程不能不需要外力， 不能實現(xiàn)無外力地全自動運行。附圖7是[1/1]+_1輪接式發(fā)動機的原理示意圖，
它其實就是常見的蒸汽機。做功介質(zhì)為水，熱流加熱熱做功單元27(:鍋爐)，產(chǎn)
生水蒸汽，水蒸汽進入活塞定向管理系統(tǒng)26，活塞定向管理系統(tǒng)26通過輪流開 閉閥門的方式推動活塞往復運動，在活塞運動期間，會有一部分水蒸汽25進入 冷做功單元23 (:冷凝室)，冷做功單元23通過冷流降溫使一部分水蒸汽25冷凝 為水，使冷做功單元23的壓強低于熱做功單元27的壓強，可以保證活塞的往 復運動過程，這是工作流程。在傳統(tǒng)蒸汽機的設(shè)計方案中，冷凝室中的水會越 來越多，而鍋爐中的水會越來越少，因而在一定的時間內(nèi)必須將冷凝室中的水
傳輸?shù)藉仩t中，本圖中用泵表示了這一過程。
活塞定向管理系統(tǒng)也可以應用于輪值式發(fā)動機，此時的發(fā)動機稱為輪值輪接 發(fā)動機。例如[2]+-1發(fā)動機是指由兩個做功單元組成的輪值輪接發(fā)動機，有一 個活塞在兩個沖程都做功。
第四類發(fā)動機輪接換介式發(fā)動機
與輪接式發(fā)動機不同的是，除工作流程外，輪接換介式發(fā)動機還需要換介流 程，這個流程不是單向地把做功介質(zhì)由冷做功單元傳輸給熱做功單元，而是在 兩個做功單元之間互相交換等體積但不同密度的做功介質(zhì)。輪接換介式發(fā)動機 的換介流程與換介式發(fā)動機的要求不完全相同，換介式發(fā)動機換介時希望熱做 功單元與冷做功單元的壓強相等，而輪接換介式發(fā)動機則希望熱做功單元與冷
做功單元之間的壓強差盡可能地大，因而需要采用不同的換介技術(shù)，這種技術(shù) 就是設(shè)置中間交換室，換介流程由三個步驟組成，第一個步驟是做功介質(zhì)由冷 做功單元進入交換室，按順序開啟冷做功單元與交換室之間的上行管道系統(tǒng)和 下行管道系統(tǒng)，交換室中的熱做功介質(zhì)會進入冷做功單元，然后冷做功介質(zhì)會 通過下行管道系統(tǒng)進入交換室，兩者交換等體積的熱做功介質(zhì)，然后關(guān)閉兩個 管道系統(tǒng)；第二個步驟在有多個交換室時需要的，這個步驟中交換室之間兩兩 進行換介，步驟是上位的交換室與下位的交換室之間按順序開啟上行管道系統(tǒng) 和下行管道系統(tǒng)，交換等體積的做功介質(zhì)，然后關(guān)閉管道系統(tǒng)；第三個步驟是
按順序開啟熱做功單元的上行管道系統(tǒng)和下行管道系統(tǒng)閥門，交換室中的冷做 功介質(zhì)就會進入熱做功單元，同時等體積的熱做功介質(zhì)從熱做功單元中進入交 換室，最終完成兩個做功單元之間做功介質(zhì)的交換過程，交換完成后冷做功單 元中密度較高的冷做功介質(zhì)就換成等體積的密度較低的熱做功介質(zhì)，相當于把
一部分質(zhì)量的做功介質(zhì)送入了熱做功單元中?？梢愿鶕?jù)中間交換室的數(shù)量來命 名換介的階數(shù)，0個中間交換室時稱為0階換介，1個中間交換室時稱為1階換 介，依次類推，完成換介過程的裝置被稱為做功介質(zhì)交換系統(tǒng)。 一般情況下， 可以采用泵來加速做功介質(zhì)的流動速度，但泵不是必需的。換介式發(fā)動機采用
的是o階換介方案。 z
附圖8給出了一種以氨為做功介質(zhì)的1階換介的[1/1]+_1輪接換介式發(fā)動 機原理圖，它實質(zhì)上是圖7所示的蒸汽機的改進，蒸汽機采用的是常溫為液體
而高溫下為液體的做功介質(zhì)，這里改變?yōu)橐阅撤N常溫下為氣態(tài)而低溫下為液體 的做功介質(zhì)，例如以氨為做功介質(zhì)，這種發(fā)動機用常溫的空氣加熱熱做功單元
27，將其中的液氨轉(zhuǎn)化為氨氣，而用液體二氧化碳氣化時產(chǎn)生的低溫氣體作為 冷做功單元30的冷流，使冷熱功單元30中的氨氣轉(zhuǎn)化為液氨，這種發(fā)動機可 以和蒸汽機一樣工作，而且由于采用1階換介方案，換介流程與活塞工作流程 可以相互獨立地進行，如果換介流程傳遞氨氣/液氨的速率超過氨氣由工作流程 交換的氨氣的速率，冷做功單元30內(nèi)的壓強將會低于熱做功單元27的壓強， 這非常有利于提高發(fā)動機的輸出功率。設(shè)計輪接換介式發(fā)動機時，為了加快做 功介質(zhì)的交換速度，可以采用多套做功介質(zhì)交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，每套做功介質(zhì)交 換系統(tǒng)都可以和部分或全部做功單元連接。
溫差發(fā)動機由于不止有一個活塞，不能每個活塞都獨立地對外做功，就涉 及到活塞與發(fā)動機輸出方式之間的管理問題，此時還需要設(shè)置功率輸出管理系 統(tǒng)，該系統(tǒng)將多個活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為一個活塞的往復運動或某種形式的轉(zhuǎn) 動，其中由一個活塞作為輸出方式的功率輸出管理系統(tǒng)稱為往復式功率輸出管 理系統(tǒng)，由一個轉(zhuǎn)動機構(gòu)作為輸出方式的功率輸出管理系統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)動式功率輸
出管理系統(tǒng)。
本發(fā)明提出了一種往復式功率輸出管理系統(tǒng)，其方法是使每個活塞都與兩套 活塞聯(lián)動裝置A和B相連，每套活塞聯(lián)動裝置都與一個泵容器相連，泵容器之 間通過功率輸出活塞隔開，可以通過閥門控制在某一個時刻活塞具體哪一套活
塞聯(lián)動裝置相連，需要功率輸出活塞從A向B運動時，將每個向外運動的活塞 均與A相連，而每個向內(nèi)運動的活塞均與B相連；需要功率輸出活塞從B向A 運動時，則將每個向外運動的活塞與B相連而每個向內(nèi)運動的活塞均與A相連， 這樣就可以使功率輸出活塞實現(xiàn)往復運動，而且其功率由其他活塞共同提供。 附圖9給出了一種管理四個活塞的功率輸出管理系統(tǒng)原理示意圖。
在前面的敘述中，發(fā)動機對外輸出功率都以活塞往復運動這種方式輸出，需 要轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動時需要采用曲柄連桿等方式轉(zhuǎn)換才行，事實上溫差發(fā)動機也 可以直接以旋轉(zhuǎn)運動的方式對外輸出功率，只要采用轉(zhuǎn)動式功率輸出管理系統(tǒng) 即可。本發(fā)明提供了一種這種方案，該功率輸出管理系統(tǒng)是采用輪機作為功率 輸出方式，為了推動輪機的運動，需要一種不可壓縮流定向流動，流動的動力 由各做功單元用活塞泵的方式實現(xiàn)，這種類型的溫差發(fā)動機稱為泵式溫差發(fā)動 機，這種發(fā)動機共同的特征是每個做功單元的活塞都連結(jié)著泵活塞室，泵活塞 室將不可壓縮流泵入上游泵容器，或?qū)⑾掠伪萌萜髦械牟豢蓧嚎s流泵入泵活塞 室，兩個泵容器通過輪機相連，上游泵容器與輪機入口相連，下游泵容器與輪 機出口相連，不可壓縮流就會推動輪機運動，這種不可壓縮流稱為泵動介質(zhì)。
附圖IO給出了單做功單元的泵式溫差發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖，該發(fā)動機分為兩 個部分，第一個部分是做功單元部分，它由一個輪流輸入熱流和冷流的做功單 元組成，只有一套熱交換裝置39，因此它是1++1輪值式發(fā)動機；第二個部分是
功率輸出部分，它由活塞泵44、輪機42和定壓活塞41組成，活塞泵44上有兩
個定向閥門，其中一個可以向外泵出泵動介質(zhì)，而另外一個只能向內(nèi)泵進泵動
介質(zhì)，當做功單元的活塞向外運動時，活塞泵44將泵動介質(zhì)43泵出，推動輪 機42轉(zhuǎn)動，流經(jīng)輪機42后的泵動介質(zhì)43進入定壓活塞41的容器中，設(shè)置定 壓活塞41 一方面是為了容納多出的泵動介質(zhì)，另一方面是為了讓泵動介質(zhì)保持 一定的壓強(=1個大氣壓)，這個壓強將在第二個沖程中將做功單元的活塞復位， 實現(xiàn)做功單元活塞的往復運動。此發(fā)動機對外輸出時是以輪機間歇旋轉(zhuǎn)運動為 輸出方式，用戶根據(jù)需要用發(fā)動機來帶動其它機械。
泵式發(fā)動機用到一個很重要的概念是J值，它是指泵活塞橫截面積/做功活 塞橫截面積的比值，發(fā)動機設(shè)計中很多參數(shù)都與J值有關(guān)，如做功單元做功介 質(zhì)體積增加量為AV時，活塞泵泵出的泵動介質(zhì)的體積為JAV;泵動介質(zhì)的壓 強為P時，做功介質(zhì)的壓強為JXP，因而發(fā)動機在兩個沖程中，輸出的功為k XJXPXAV，其中k為0 l之間的一個數(shù)，為效率系數(shù)。
稱同時連結(jié)活塞泵和做功單元的活塞為功泵活塞，如果發(fā)動機由多個做功 單元組成，每個做功單元的活塞都是功泵活塞，則只需要把所有功泵活塞的泵 出閥門與輪機的入口管道系統(tǒng)相連，把所有功泵活塞的泵入閥門與輪機出口管 道系統(tǒng)相連，那么所有做功單元的功都會轉(zhuǎn)化為輪機的轉(zhuǎn)動，該發(fā)動機就會以 轉(zhuǎn)動的方式輸出功。這是實現(xiàn)泵式發(fā)動機的最簡單的方法。功泵活塞上也可以 連結(jié)上活塞聯(lián)動裝置，附圖ll給出了這種活塞的一種結(jié)構(gòu)圖。
功率輸出管理系統(tǒng)不僅可以用于做功單元的活塞管理，也可以用于內(nèi)燃機的 活塞管理、有高壓流體存在等場合，只要涉及到活塞的運動，就可以采用功率 輸出管理系統(tǒng)和聯(lián)動裝置。
以上是溫差發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，流體壓差發(fā)動機的結(jié)構(gòu)在很多方面與溫差發(fā)動 機是相似的，不同的是直接壓力發(fā)動機的做功單元由上游容器、下游容器和活 塞室組成，為了保證活塞能夠往復運動，必須采用活塞定向管理系統(tǒng)來調(diào)節(jié)活 塞受力方向。
附圖12給出了[1/1]++1 — 1直接壓力發(fā)動機的方案，它利用上游和下游流 體之間的壓力差來推動發(fā)動機工作，其結(jié)構(gòu)包括活塞定向管理系統(tǒng)53、功泵活
塞51、活塞聯(lián)動裝置54和泵式功率輸出管理系統(tǒng)55，泵動介質(zhì)最終推動輪機 的轉(zhuǎn)動。本方案中高壓流體來自上游容器，流體從出口到達下游容器，下游容 器也可以是自然界，通過活塞定向管理系統(tǒng)保證每個時刻有一個活塞與上游容 器相連，高壓流體使活塞處于第一個沖程，而另外一個活塞與下游容器相連， 兩個活塞通過活塞聯(lián)動裝置54相連，就可以保證另外一個活塞在第二個沖程， 推動流體進入下游容器，活塞可以實現(xiàn)往復運動。
一個完整的溫差發(fā)動機設(shè)計方案，包括三個方面的內(nèi)容做功單元的設(shè)計、
單元連接系統(tǒng)的設(shè)計和功率輸出管理系統(tǒng)的設(shè)計。做功單元的設(shè)計涉及到的內(nèi) 容包括如何確定做功單元的數(shù)量、每個做功單元的具體結(jié)構(gòu)。單元連接系統(tǒng)的
設(shè)計涉及到四個系統(tǒng)換熱裝置管理系統(tǒng)、做功介質(zhì)互換系統(tǒng)、活塞定向管理 系統(tǒng)以及活塞聯(lián)動裝置，換熱裝置管理系統(tǒng)用于解決熱流和冷流在何時與各做 功單元交換熱量的問題；做功介質(zhì)互換系統(tǒng)用于解決各做功單元之間如何交換
做功介質(zhì)的問題，本發(fā)明提供了采用上、下行管道系統(tǒng)輔以中間交換室的方式
實現(xiàn)做功單元之間做功介質(zhì)的互換；活塞定向管理系統(tǒng)用于解決每個做功單元 到底與那個活塞相連的問題，本發(fā)明提供了采用閥門控制的方法實現(xiàn)做功單元 與需要的活塞的連接；活塞聯(lián)動裝置用于解決活塞的往復運動中的第二個沖程
中活塞復位所需的力的問題，本發(fā)明提供的方式是采用液壓裝置連接多個活 塞。功率輸出管理系統(tǒng)決定了發(fā)動機以何種方式對外輸出功，有兩種方式，第 一種是將各做功單元的活塞運動轉(zhuǎn)化為功率輸出活塞的方式，使發(fā)動機對外輸 出往復運動，本發(fā)明提供了采用閥門控制的方式實現(xiàn)了這一任務的方法；第二 種是將各做功單元的活塞運動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，本發(fā)明采用活塞泵驅(qū)動輪機運動的 方式實現(xiàn)了這一任務。
設(shè)計直接壓力發(fā)動機的設(shè)計也同樣包括做功單元系統(tǒng)的設(shè)計、單元連接系 統(tǒng)的設(shè)計和功率輸出管理系統(tǒng)的設(shè)計。做功單元系統(tǒng)的設(shè)計需要確定用到的上 游容器、下游容器和活塞式的形式，單元連接系統(tǒng)的設(shè)計涉及到兩個系統(tǒng)活 塞定向管理系統(tǒng)以及活塞聯(lián)動裝置。單元連接系統(tǒng)和功率輸出管理系統(tǒng)的原理 和特點與溫差發(fā)動機的同類系統(tǒng)相同。直接壓力發(fā)動機上游容器中的流體通過 活塞定向管理系統(tǒng)作用于活塞，完成第一個沖程，在第二個沖程中下游容器與 活塞室相連，活塞室中的流體流向下游容器中。從技術(shù)的角度看，直接壓力發(fā) 動機所用到的各種技術(shù)都是溫差發(fā)動機設(shè)計技術(shù)中現(xiàn)成的，因此這兩種類型的 發(fā)動機只是在動力源方面有差異，而技術(shù)上是相通的，掌握了溫差發(fā)動機設(shè)計 技術(shù)后，直接壓力發(fā)動機的設(shè)計沒有困難；從原理上看，溫差發(fā)動機只是一種 由于溫度導致的流體壓差發(fā)動機，而直接壓力發(fā)動機是一種非溫度導致的流體 壓差發(fā)動機，兩個推動活塞工作的原理相同，事實上，直接壓力發(fā)動機實際上 是輪接式溫差發(fā)動機的一種特殊形式，其上游容器就相當于熱做功單元，其下 游容器就相當于冷做功單元，壓差流體相當于做功介質(zhì)，不同的是直接壓力發(fā) 動機中流體的壓差是天然存在的，而輪接式發(fā)動機的壓差需要通過熱流和冷流 來制造出來，因而除了有關(guān)換熱裝置的部分外，其余部分兩者在設(shè)計思想上是一樣的；從發(fā)動機編號方式看，直接壓力發(fā)動機的命名方式和輪接式發(fā)動機是
一樣的，[]表示活塞定向管理系統(tǒng)的存在，m/n中，/號前的m表示上游容器的 數(shù)量，它和熱做功單元的數(shù)量是等效的，/號后的n表示下游容器的數(shù)量，它和 冷做功單元的數(shù)量是等效的，活塞做功的表示形式也是完全一樣的。
本發(fā)明的優(yōu)點是當兩種流體有溫差時，溫差發(fā)動機就一定能使活塞對外做 功，輸出功率的大小與流體的溫差成正相關(guān)性，與承壓容器的容積成正比例， 與做功介質(zhì)的體積膨脹程度成正比例。由于輸出功率只與溫差有關(guān)，而與各流 體的溫度的絕對值沒有關(guān)系，因此即使是較低溫度的流體，只要兩種流體有一 定的溫度差，也能實現(xiàn)做功的目的，這就大大地擴展了能量的利用范圍。而且 如果流體上游和下游之間有壓力差時，也可以采用本發(fā)明的技術(shù)組成直接壓力 發(fā)動機，這種發(fā)動機可以和溫差發(fā)動機采用同一個輪機輸出功率。
對于溫差發(fā)動機而言，常見的做功介質(zhì)可以有液體二氧化碳、液體丙烯、 酒精、煤油、壓縮空氣、壓縮氨氣等，對于液體做功介質(zhì)而言，體積熱膨脹系 數(shù)越大越好；常見的熱流體/冷流體對有海水/南極的空氣、熱帶空氣/海水、 地熱水/河水、太陽能加熱的水/河水、工業(yè)高溫廢氣/河水、空氣/液體二氧化 碳氣化氣體等，溫差越大越好。聯(lián)動介質(zhì)和功泵介質(zhì)可以選用酒精或水。
實現(xiàn)本發(fā)明時，應當根據(jù)熱流和冷流的實際情況選擇最合適的設(shè)計方案， 當熱流體和冷流體都唾手可得時，推薦采用輪值式溫差發(fā)動機，結(jié)構(gòu)比較簡單， 可靠性比較高，即使有一兩個做功單元失效也對發(fā)動機的工作不產(chǎn)生很大的影 響；在希望節(jié)約熱流或冷流且溫差不太大的場合，推薦采用換介式溫差發(fā)動機， 效率要高一些，而且在無相變的情況下也能正常工作；在兩種流體溫差非常大 時，推薦采用輪接換介式發(fā)動機，在采用了做功介質(zhì)氣液相變、多階換介、活
塞定向管理等措施后，這種發(fā)動機在所有的發(fā)動機方案中是功率最高的。在有 高壓流體存在，而且不打算回收該流體時，應該選用流體壓差發(fā)動機。在功率 輸出方式上推薦采用泵式發(fā)動機方式，除非特殊場合下必須使用活塞往復運動。 由于直接壓力發(fā)動機只是一種特殊的溫差發(fā)動機，所以當溫差和壓差同時 存在時可以組成一個發(fā)動機以提高效率，例如在以液體二氧化碳為"燃料"的 汽車發(fā)動機設(shè)計方案中，以液體二氧化碳氣化為冷流，以空氣為熱流組成溫差 發(fā)動機，同時氣化后的高壓二氧化碳氣體本身也可以形成直接壓力發(fā)動機，這 兩種發(fā)動機連接到同一個泵式功率輸出管理系統(tǒng)，就可以帶動同一個輪機轉(zhuǎn)動， 組成了一個共同的發(fā)動機，顯然這種發(fā)動機的效率比單獨的溫差發(fā)動機或直接 壓力發(fā)動機都高。
權(quán)利要求
1、一種流體壓差發(fā)動機，其特征在于包括做功單元，做功單元由單元連接系統(tǒng)連接，做功單元并與功率輸出系統(tǒng)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于當采用熱量作為 發(fā)動機的輸入時，做功單元包括承壓容器，承壓容器連接有活塞以及熱交換裝 置，容器內(nèi)充盈著做功介質(zhì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于當采用流體自身 的壓力作為發(fā)動機的輸入時，做功單元由一個上游容器、 一個或多個下游容器 以及設(shè)于容器內(nèi)的有閥門控制的活塞室組成。
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于做功單元之間 通過單元連接系統(tǒng)連接，包括熱交換裝置的連接、活塞與做功單元之間的連接、 活塞與活塞之間的連接和做功介質(zhì)的連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于容器 之間設(shè)置上行管道系統(tǒng)和下行管道系統(tǒng)，有閥門控制做功介質(zhì)是否進出容器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于設(shè)置兩套泵容器，泵容器內(nèi)充盈著不可壓縮流，每套泵容器都與所有指定的做功單 元的活塞通過閥門、管道相連，對于往復式功率輸出管理系統(tǒng)，在某一個時段， 通過閥門控制著所有向外運動的活塞都與第一套泵容器相連而所有向內(nèi)運動的 活塞都與第二套泵容器相連，而在下一個時段，通過閥門控制著所有向外運動 的活塞都與第二套泵容器相連而所有向內(nèi)運動的活塞都與第一套泵容器相連， 兩泵容器間設(shè)置雙面活塞，對于轉(zhuǎn)動式功率輸出管理系統(tǒng)，通過閥門控制著所 有向外運動的活塞都與第一套泵容器相連而所有向內(nèi)運動的活塞都與第二套泵 容器相連，兩泵容器間設(shè)置輪機，第一套泵容器連接輪機入口，第二套泵容器 連接輪機出口。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于活塞 的一面與做功單元中的做功介質(zhì)相接觸，另一面與活塞泵中的不可壓縮流相接 觸，活塞同時與活塞聯(lián)動裝置中的流體相接觸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的流體壓差發(fā)動機，其特征在于功率輸出系統(tǒng)包括泵式功率輸出管理系統(tǒng)，泵式功率輸出管理系統(tǒng)由一個或多個活 塞泵、上游泵容器、下游泵容器、輪機、定壓活塞組成，上游泵容器與輪機入 口連接，下游泵容器與輪機出口相連，活塞泵上設(shè)有定壓活塞。
9、 一種流體壓差發(fā)動機的實現(xiàn)方法，其特征在于溫差發(fā)動機若由一個做 功單元組成，則該發(fā)動機輪流輸入熱流和冷流對外做功；若由多個做功單元組成，則發(fā)動機采用輪流給其中1個和多個做功單元輸入熱流或冷流，而同時給 其它做功單元輸入冷流或熱流的方式，使各做功單元出現(xiàn)活塞的往復運動。
10、 一種流體壓差發(fā)動機的實現(xiàn)方法，其特征在于溫差發(fā)動機由多個做功單元組成，給其中的部分或全部做功單元每個都固定地通以熱流或冷流，通 過在熱做功單元與冷做功單元之間交換做功介質(zhì)的方法實現(xiàn)活塞的可持續(xù)往復運動。
11、 一種流體壓差發(fā)動機的實現(xiàn)方法，其特征在于活塞與做功單元之間 連接時有閥門控制，活塞向外運動時，將活塞與壓強高的容器相連，活塞向內(nèi) 運動時，將活塞與壓強低的容器相連，溫差發(fā)動機通過活塞定向管理系統(tǒng)控制 在某一個時間段內(nèi)與哪一個活塞相連，活塞定向管理系統(tǒng)通過控制閥門的開閉，讓需要向外運動的活塞與熱做功單元連通，讓需要向內(nèi)運動的活塞與冷做功單 元連通，實現(xiàn)活塞的往復運動，直接壓力發(fā)動機每個做功單元通過活塞定向管 理系統(tǒng)控制在某一個時間段內(nèi)與哪一個活塞相連，活塞定向管理系統(tǒng)通過控制 閥門的開閉，讓需要向外運動的活塞與上游容器連通，讓需要向內(nèi)運動的活塞 與下游容器連通，實現(xiàn)活塞的往復運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體壓差發(fā)動機，其提供了做功介質(zhì)可以發(fā)生液氣相變也可以不發(fā)生相變時都能使活塞發(fā)生往復運動的方法，能夠使非高溫流體中的熱量轉(zhuǎn)化為功，這種功可以通過發(fā)電機進一步轉(zhuǎn)化為電能。本發(fā)明是對蒸汽機的改進，使發(fā)動機工作效率比蒸汽機提高了很多，能量來源也比蒸汽機擴大了很多。本發(fā)明包括做功單元，做功單元由單元連接系統(tǒng)連接，做功單元并與功率輸出系統(tǒng)連接。發(fā)動機最終輸出方式可以是活塞的往復運動，也可以是輪機的轉(zhuǎn)動，單機功率很容易便可以達到MW級，適合作為發(fā)電機或汽車等的動力裝置。
文檔編號F01K25/00GK101191427SQ200610104930
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者賈東明 申請人:賈東明