[发明专利]低温差旋转发动机

说明书

相关申请的引用

本申请要求2011年5月14日提交的美国临时申请第61/486,273号的权益，其全部内容结合于此以供参考。

技术领域

这里描述的实施方式涉及从低温差源提取能量，更具体地，涉及用于从低温差源产生能量的系统、设备和方法。

背景技术

从低温差源（例如，通过太阳能、地热或工业处理）提取能量，并将此能量转换成旋转或其他形式的能量，通常是效率低或不实际的。

已经进行过许多尝试来提供更实际地进行能量提取的设备。例如，Gould（美国专利号4,570,444）描述了一种具有轮状转子的太阳能电动机，该轮状转子具有分成空心隔室的轮缘。将转子设计为，在其轮缘隔室的一部分中包含挥发性液体的同时，围绕水平轴线旋转。转子具有轮轴，也具有分开的隔室，以及使轮轴与轮缘隔室互相连接的空心轮辐。将转子的内部设计为，在其轮轴中接收压缩气体，然后使其通过空心轮辐，到达转子轴线的一侧上的轮缘隔室。当压缩气体与轮缘的该部分中的液面接触时，其在该表面上施加压力。液面上的压力迫使液体到达转子的相对侧并进入轮缘，在比其原始平面高的平面，通过轮辐和轮轴中的一系列互相连接的通道。这导致转子的一侧上的重量的不平衡，其会使转子在趋向于恢复其重量平衡的方向上，在重力的影响下转动或旋转。只要将将压缩气体供应至其轮轴中，转子就持续旋转。该压缩气体可以是转子中的挥发性液体的蒸汽相。

另一方面，Yoo等人（美国专利号6,240,729）描述了一种用于将热能转换成机械运动的设备，包括安装在热源上方的轴上的框架。将包括至少三个由流道连接的细长腔室的流路安装在框架上，并且，设置于流路中的单向阀允许流体在流路内单向地流动。热源将包含在腔室内的运动流体加热至高于其沸点，这会增加加热腔室内的蒸汽压力，从而迫使流体离开腔室并立即进入流路下游的腔室。下游腔室的增加的重量会围绕轴产生扭矩，使框架在上游方向上旋转。

此外，Iske（美国专利号243,909）描述了一种电动机，在该电动机中，直管在每端具有容器（receptacle），并允许封闭的挥发性液体在热量的作用下从一个容器通向另一个容器。

对改善的用于从低温差源提取能量的设备存在需求。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种发动机包括与轴耦合并布置于其周围的多个容器，以及将多个容器连接在一起以在容器之间传送物质的多个管道。多个容器中的每个都经由至少一个管道与该多个容器中的至少另一个连通。多个容器中较低的容器（下容器，lower vessel）和多个容器中较高的容器（上容器，higher vessel）之间的压力差导致物质从较低的容器移动至较高的容器中，以产生促使多个容器和连接的管道在第一方向上旋转的重力矩。将阀构造为控制压力差。

根据本公开的另一方面，一种容器包括分离器，其将容器分成第一腔室和第二腔室，将第一腔室构造为经由管道与附接的容器连通，将第二腔室构造为经历正压力和部分真空，以导致分离器使物质经由管道进入和离开第一腔室。该容器进一步包括，被定位为控制第二腔室中的正压力或部分真空的阀。

根据本公开的另一方面，一种方法控制发动机的旋转，该发动机具有多个布置在旋转轴线周围的容器。该方法包括，使用阀来控制多对容器之间的压力差。较低位置的容器接收的压力比在较高位置的容器接收的压力高。该方法进一步包括，响应于压力差，将物质从较低位置的容器移动至较高位置的容器，该物质产生促使发动机旋转的重力矩。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施方式的被构造为从热源提取能量的发动机的示意图；

图2a至图2b是运动中的隔开的管道和容器对的横截面图；

图3是圆筒和旋转位置检测器的示意图；

图4a是发动机的旋转部分的示意图；

图4b是用于控制发动机的控制器的一种程序的框图；

图5是用于控制发动机的控制器的另一程序的框图；

图6是用于控制发动机的控制器的又一程序的框图；

图7是容器和连接管道的一部分的横截面图；

图8是根据另一实施方式的容器的横截面图；

图9是根据另一实施方式的容器的横截面图；

图10a至图10b是根据另一实施方式的具有自调节容器的发动机的横截面部分视图；

图11是根据另一实施方式的容器的横截面图；

图12是根据另一实施方式的容器的横截面图；

图13a至图13b是根据另一实施方式的多级发动机的示意图；