[发明专利]用于由电能产生机械能的系统

说明书

技术领域

本发明涉及发动机动力领域，明确说，涉及介电蒸汽混合发动机系统。

背景技术

能够满足和甚至超过现代机动车性能要求的蒸汽发动机至少从20世纪20年代中期和20世纪30年代早期，Abner Doble开展了对用于操作几种机动车蒸汽发动机的机构(锅炉、鼓风机、活塞、齿轮、阀、等等)的改革时就已经知道。他还在20世纪50年代早期的几年研制了“Paxton Phoenix Project”蒸汽赛车，该蒸汽赛车由McCullochMotors Corporation(当今以链锯等而闻名)开发。然而，在ProjectPhoenix(也使用汽油作为其燃料源)中强调的是生产高性能赛车，该高性能赛车可超过现有内燃机设计；做功涉及比20世纪30年代的汽车高得多的发动机压力和温度，甚至比生产当今一般使用的车辆所必需的大得多。

Blau的美国专利6,379,962描述了一种蒸汽发动机，其中，蒸汽由高频无线电波能量和机动车辆的电池电气驱动系统产生。它描述到，机动车辆驱动系统部分地包括：蒸汽发动机、非燃烧高频无线电波生成装置，主要是来自磁力仪的无线电微波，用于加热水以产生供给所述蒸汽发动机的蒸汽；电源装置，用于将电力提供给所述非燃烧高频无线电波加热装置；及另外的电气发动机驱动装置，在由所述蒸汽发动机推进之前，为所述机动车辆提供初始推进。Blau提出的方法在其启动与它可将足够的“工作蒸汽”提供给蒸汽发动机的点之间具有显著的时间滞后，因此它要求补充电动机的使用以填补这些间隙。

Fasanello的美国专利申请公布2003/0230446A1和2004/0065499A1描述了一种电气-蒸汽推进系统。Fasanello采用他称作“闪蒸”型加热元件锅炉的用于煮沸液体的装置。Fasanello描述的“闪蒸”型锅炉包括盘绕管系统，并且具有固有限制和危害，这些固有限制和危害不是本发明的限制。例如，这些“闪蒸”型锅炉完全依赖于电阻加热元件的使用，这些电阻加热元件必须利用在比希望蒸汽温度显著高的温度下的热传递表面，这是不希望的。这样的单元的效率取决于热传递效率，热传递效率又高度取决于热传递表面，并且随着水流增大而急剧减小，这又要求大量电力以继续加热过程。随着增加的使用，由于水闪蒸成蒸汽，矿物质被留下并且按烧固“水垢”的形式沉积在热的热传递表面上。这些沉积物进一步降低热传递效率。

发动机专家已长期地认识到，蒸汽发动机比汽油发动机简单，并且在性能特性方面在机动车中是优越的，这些性能特性包括：离开静止位置的巨大按需转矩、低得多的发动机转速、少得多的热、几乎没有噪声、高巡航速度、在低速下的较大功率和牵引力、快速和平稳的加速(这免除了对于齿轮或传动装置的需要)、少得多的运动零件、简单得多的设计、较便宜的材料、及不严格得多的公差。然而，即使当在20世纪50年代进行较多努力以复兴和发展蒸汽动力赛车时，蒸汽汽车发动机设计(它们毫无疑问是一流的)简单地不能克服与它们的复杂汽油燃烧器和锅炉相关的基本问题。在过去90年期间，蒸汽汽车发动机设计的底线一直是：它们仍然需要汽油向它们的高温火焰燃烧器供给动力，并且在使它们现代化时的每次尝试都以锅炉机构为基础。

相应地，需要这样的系统，在这些系统中，可使既不使用汽油也不使用其它化石燃料的蒸汽发动机更加实用、可负担和高效，以用于向诸如汽车和卡车的现代车辆供给动力，以及用于目前由内燃机进行的其它用途。

发明内容

相应地，本发明提供这样的系统，通过这些系统，蒸汽发动机的优越特性(该蒸汽发动机被现代材料、制造技术、及其间几年的发动机革新更新)可按能量高效和实用方式利用和使用，以用于向诸如汽车和卡车的现代车辆供给动力。通过将电源切换到可充电电池并用电气蒸汽发生器替换旧式燃烧器和锅炉手段(该电气蒸汽发生器煮沸介电液体以产生蒸汽并维持工作蒸汽储量)，同时保持蒸汽发动机的简单性、原始动力及高性能，本发明提供所述优点的唯一组合，以提供一种实用和高效的介电-蒸汽混合发动机。

本发明涉及一种新颖和非显而易见的设计，该设计组合三种根本不同技术的元件，以便产生一种具有优于较早机动车蒸汽发动机设计的改进性能的介电-蒸汽混合发动机。本发明消除来自车辆的污染，因为它不要求化石燃料的使用，效率高，及通用性强。