[发明专利]热力-容积式发动机

说明书

本发明普遍涉及一种热力-容积式发动机，特别涉及由具有较高熔化潜热的相变物质驱动的一种热力-容积式发动机，但并不仅涉及这种发动机。一般来说，该相变物质是被外部热源，例如太阳光，加热的水合盐。本发明还普遍涉及一种产生动力的方法。

动力可通过已知的种种方法产生。如，在水电厂由水来驱动涡轮，每个涡轮与产生电力的发电机工作连接。在涡轮内水流产生动力。蒸汽机通过水沸腾产生蒸汽在一汽缸中推动活塞往复运动来产生动力。然后往复运动可用于产生旋转运动驱动车辆，或者驱动发电机产生电。

水电具有环境上的缺陷。例如，从一湖发出的水流会对湖中和周围的生态系统产生不利影响，就这点而言，水是有限的资源。

由水产生蒸汽需要热，一般要进行燃烧。燃烧既产生燃烧产物，如二氧化碳，也产生对环境有害的未烧尽的燃料。这些有害产物的处理是很昂贵的，并且洗涤排放气体或促使未烧尽燃料的完全燃烧很少是完全有效的。对大多数内燃机来说这是一固有的问题。

大多数引擎或发动机的另一个缺陷是它们的效率。由于摩擦损失、热和压力损失、不完全燃烧和其他相似因素等，相对于动力输出的能量输入是比较大的。特别对于齿轮电动机，摩擦损失相当大地降低电动机的整体效率。对于内燃机，一般随发动机的老化压力损失增加，这也是一个问题，并常常需要复杂而昂贵的机械密封。

本发明的目的是提供一种可以有效且不引起环境问题地产生动力的热力-容积式发动机。

根据本发明的第一方面提供的热力-容积式发动机包括：

一用于输送基本可压缩流体的连续流体通道，所述连续流体通道具有彼此流体连通的传热装置和流动转换装置，所述流动转换装置用于将流体通道中的可压缩流体的流动转换成动力，所述传热装置包含具有较高熔化潜热的第一相变物质并用于从外部热源吸热，在使用中，第一相变物质从外部热源吸收热因而将所述相变物质的一部分熔化，然后相变物质的所述部分凝固，放出潜热，被所述可压缩流体吸收，使所述可压缩流体膨胀，从而使所述可压缩流体在流动转换装置中流动，提供动力。

一般，该连续流体通道还包括冷却装置，该装置与传热装置和流动转换装置流体连通，使可压缩流体在被该传热装置加热之前可以被该冷却装置冷却。

最好该连续流体通道还包括一个泵，该泵与流动转换装置工作连接并与传热装置、流动转换装置和冷却装置流体连通，从而在使用中，流动转换装置的运动驱动该泵，将可压缩流体压入连续流体通道。

一般，该冷却装置是第一蓄积器，包含具有较高熔化潜热和较低熔点的第二相变物质，在使用中，可压缩流体的热可被第二相变物质吸收，从而熔化一部分所述相变物质，将穿过冷却装置的可压缩流体冷却。

一般，该热力-容积式发动机还包括一收集器，该收集器用于从外部热源吸收热，该收集器与传热装置热传导连通，在使用中，被该收集器吸收的热可传给包含在传热装置中的第一相变物质，其中，该相变物质一部分熔化。

一般，流动转换装置包括：

一用于容纳可压缩流体的腔，该腔与传热装置流体连通；和一流动结构，该结构与该腔可移动地连接，其中，在腔中的可压缩流体的流动推动该流动结构运动，以产生动力。

最好该流动结构包括一对轴向间隔开的与一个轴连接的转子，其中，流动转换装置包括一个与传热装置流体连通的涡轮。一般，这对间隔开的转子将它们之间的腔限定成一个基本被密封的部分，在使用中，可压缩流体被喷射到腔的所述部分，并且所述可压缩流体与两个转子摩擦接触使它们旋转。

另外，流动转换装置包括：一个弹性管，该管用于运送可压缩流体并与传热装置流体连通；和接触装置，该装置用于与弹性管工作接触，其中，通过弹性管的可压缩流体的流动使该接触装置运动，以便产生动力。

在一个实例中，该接触装置包括一个旋转结构，该结构具有至少一个与同心轴连接的滚子，在使用中，所述至少一个滚子可与弹性管接触，可压缩流体通过弹性管的流动使所述至少一个滚子运动，使旋转结构旋转，从而产生动力。

最好所述旋转结构具有两个以上与同心轴连接并绕轴周围设置的滚子，在使用中，在任何一个时间，所述滚子中的至少一个与弹性管接触，其中，可压缩流体通过弹性管的流动确保旋转结构在任何时候均在旋转。

在另一个实例中，该接触装置包括一对由共同的同心轴连接的旋转结构，每个旋转结构分别具有至少一个用于与一对弹性管之一接触的滚子，其中，在任何时候至少一个所述滚子与一个所述弹性管接触。

一般，传热装置包括：