[发明专利]第二代能源机

说明书

本发明是一种非半导体型不用任何燃料就能不断对外做功的多功能动力机。

能源短缺是阻碍国民经济发展的一个重要因素，能源开发至关重要。多年来人们制造各种机器来利用风力、水力、燃料、核能、光能等这些显眼的能源，随之而来带给人类的便是空气污染和温室效应。其实自然界早已为人们准备了一个既经济又方便的取之不尽用之不竭的能源，只是这个能源不显眼，更因为热力学第二定律和永动机不可能定理在禁固着人们的思想，人们没有注意或者说还没有想出办法去应用它。

本发明的目的就是要把这个能源利用起来，并从根本上解决能源短缺和空气污染等问题。

如图1所示：（1）空压机（2）隔热板（3）蒸发室（4）凝集室（5）活塞（6）主机腔。整个能源机的外壁绝热，隔热板能上下移动，也可用双板。蒸发室和凝集室的内壁透热良好，为了提高透热能力，内壁还可做成密网状，并能随隔热板向主机腔内伸入。空压机的作用在于蒸发室致冷，凝集室致热。

根据热力学第一定律可知，在机器这个封闭系统不和外界发生热量交换时，空压机压缩气体所做的功A变为凝集室气体内能的增量△E，相当于△E的热量Q如果经凝集室传给主机腔而后由蒸发室将这部分热量Q完全重吸收，这Q的热量就会变为蒸发室内气体膨胀对外做功，就是说Q的热量完全变成了功A′，即A′＝Q。这一整个过程的总公式为A＝△E＝Q＝A′。如果磨擦力不计，空压机工作并不额外消耗能量。它的作用在于使热量不断循环，并在凝集室和蒸发室之间产生较大温差。

当隔热板与蒸发室内壁紧贴使蒸发室与主机腔之间的热量交换中断时，就有Q的热量从凝集室透入到主机腔，使主机腔内的气体温度升高△T，并向外等压膨胀推动活塞（5）做功为A₁＝ (m)/(M) R△T。R为摩尔气体常数。在这一等压膨胀过程中主机腔内气体吸收的热量Q与气温升高△T的关系为Q＝ (m)/(M) C_p△T，C_p为定压摩尔热容。当隔热板与凝集室内壁紧贴使凝集室与主机腔之间的热量交换中断时，蒸发室从主机腔吸收Q的热量使主机腔内气温下降△T，气体做等压收缩，外界大气推动活塞做功为A₂＝P△V＝ (m)/(M) R△T。因这一过程也是等压过程，且气体完全恢复膨胀前原有体积，所以蒸发室吸收的热量Q与主机腔内气温下降△T的关系仍为Q＝ (m)/(M) C_p△T。纵观整个过程，从凝集室透出的热量Q又全部被蒸发室所吸收，空压机并没有消耗能量。但是活塞（5）在这一过程中却进行了往返运动并传给飞轮的功为A_总＝A₁+A₂。能量来源为大气。

隔热板每上下移动一次，飞轮就可获得A_总量值的功。隔热板持续上下移动，飞轮就会不断被加速。考虑到空压机工作时会有磨擦损耗，这可通过把飞轮获得能量的一部分输给空压机，以维持空压机连续工作。为使飞轮转速稳定，可通过调节隔热板上下移动频率或隔热板对蒸发室和凝集室内壁密封程度作为反馈机制，图1这一模型只要把主机腔的上下绝热外壁改换成透热外壁就可多个主机腔并用。

再如图2所示：（1）、空压机、（2）隔热板、（3）蒸发室、（4）凝集室、（5）活塞（成对）。该机外壁绝热内壁透热。和图1比较这里隔热板，把主机腔分为相等的两部分。当隔热板沿中心轴左右转动时，主机腔内的两部分气体就互换位置并发生冷热交替变化，使两活塞进行往返运动，飞轮获得一定的功。蒸发室与凝集室之间的温差越大，主机腔内的气体冷热变化就越快，变化幅度也就越大，最后飞轮获得的功就越大。这可通过控制两室之间的温度差使飞轮转速稳定。为了在尽可能短的时间使飞轮获得较大加速度，在活塞运动前可把活塞暂时卡住，当卡子一解除活塞就会突然运动。

另外，还有很多类型，其共同机理都是主机腔内气体进行冷热交替变化。为提高机器的功率，主机腔内的气体可使用定容摩尔热容C_v较小的气体如氩、氦。

该机本身并不创造能量而是个能量传递装置，能量的最终来源是大气分子的功能。大气这个单一能源完全能被人类所利用，该机也可在深海中以海水作能源，热力学第二定律将不再成立。该机的诞生将从根本上解决能源短缺和空气污染。该机具有重量轻、构造简单、无暴破噪音等优点。因大气对该机不断做功使大气分子动能减少而温度降低，用该机在室内做饭室温并不升高。在夏天可直接用作空调。