專利名稱：介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)及其介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力裝置，尤其是涉及一種介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)及其介質(zhì)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)是目前熱效率最高、功率密度最大、工作可靠、操作方便的動力源，它在水陸交通運(yùn)輸、工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械的動力裝置中始終保持著主導(dǎo)地位，但它所消耗的燃料為礦物燃料，它會排出大量有害物質(zhì)，對自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人類健康，生態(tài)平衡遭到破壞，而當(dāng)今世界能源消費(fèi)急驟增長，礦物燃料卻漸趨涸竭，能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，因而內(nèi)燃機(jī)也面臨危機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種使用的輸能介質(zhì)可以循環(huán)使用、無任何有害物質(zhì)排放、對環(huán)境無污染、對人類健康無危害、高度節(jié)能、環(huán)保型的介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種用于介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)的介質(zhì)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括介質(zhì)箱、濾清器、高壓供液泵、高壓供液軌、調(diào)壓器、電磁噴液器、缸體、活塞、曲軸、輸出軸、電源按鈕和蓄電池組，在缸體的上端和活塞之間為爆炸室，特征是還包括介質(zhì)回收器、介質(zhì)冷卻器、高能脈沖發(fā)生器、控制器，介質(zhì)箱內(nèi)的介質(zhì)通過介質(zhì)輸液管經(jīng)濾清器過濾后輸入高壓供液泵內(nèi)加壓，加壓后的介質(zhì)被送至高壓供液軌蓄壓，然后介質(zhì)從電磁噴液器噴射至爆炸室內(nèi)，介質(zhì)回收器將爆炸過后的介質(zhì)回收，經(jīng)介質(zhì)冷卻器冷卻后送回到介質(zhì)箱內(nèi)，構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)回路，介質(zhì)在其中循環(huán)使用；高能脈沖發(fā)生器能在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高能脈沖(即巨大的能量)，巨大的能量通過觸發(fā)器傳輸給噴射至爆炸室內(nèi)的介質(zhì)，使介質(zhì)轉(zhuǎn)換為強(qiáng)大的力效應(yīng)推動活塞往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)輸出動力。
高能脈沖發(fā)生器由逆變器智能模塊(IPM)、升壓器、整流電路、觸發(fā)器組成。
控制器由中央處理器、轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊、比較電路、脈沖調(diào)制電路、驅(qū)動電路、取樣電阻、反饋電路、鍵盤、拔動開關(guān)和顯示器組成，控制器是一種智能控制系統(tǒng)。
在爆炸室內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器，在介質(zhì)回收器內(nèi)設(shè)置有缸內(nèi)溫度傳感器和霍耳傳感器，在高壓供液軌內(nèi)設(shè)置有介質(zhì)壓力傳感器，在缸體內(nèi)設(shè)置有冷卻液溫度傳感器，在缸體的曲軸室內(nèi)設(shè)置有曲軸位置和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器，這些傳感器均將采集到的信號通過輸入回路輸入給中央處理器。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)由如下以重量份計(jì)的原料組成水95-99.5 鉀0.5-5。
本發(fā)明的輸能介質(zhì)是由水和鉀組成的二元化合物液體換能介質(zhì)，它無味、無臭、無毒、溶點(diǎn)低、化學(xué)性能穩(wěn)定、呈堿性，在高溫下吸熱是水蒸汽的1.5倍。
根據(jù)“液電效應(yīng)”機(jī)理高能脈沖發(fā)生器能在極短時(shí)間(ms或μs級)產(chǎn)生高能脈沖，即巨大的能量(3-7KJ)，巨大的能量通過觸發(fā)器傳輸給噴射至爆炸室內(nèi)的介質(zhì)，激發(fā)介質(zhì)爆炸，致使爆炸室內(nèi)形成高能密度(102--103J/cm3)，使介質(zhì)處于高溫(1500--2200K量級)、高壓狀態(tài)，并形成等離子體；稠密的等離子體充滿爆炸室內(nèi)，并輻射出很強(qiáng)的紫外線，同時(shí)爆炸室內(nèi)壓力急劇升高，壓力值可達(dá)1.8--2.2MPa，從而以較高的速度(300m/s以上)迅速向外傳播；當(dāng)觸發(fā)能量中止后，由于介質(zhì)內(nèi)部壓力依然很高，介質(zhì)內(nèi)部在高壓強(qiáng)作用下，形成汽泡，汽泡以稍小內(nèi)部壓力向外繼續(xù)膨脹，直到內(nèi)部壓小于介質(zhì)壓才開始收縮；汽泡過程、膨脹過程、收縮過程一直持續(xù)到汽泡內(nèi)的剩余能量全部散失于介質(zhì)內(nèi)為止(約100--160μs)，形成壓力脈沖，這些壓力脈沖具有很強(qiáng)大的力效應(yīng)；爆炸過程、汽泡過程、膨脹過程、收縮過程為一個(gè)做功過程，在瞬間將能量轉(zhuǎn)換成動力，周而復(fù)始的做功過程推動活塞往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)輸出動力。
高能脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器觸發(fā)介質(zhì)的物理過程可以分三個(gè)階段第一階段為預(yù)觸發(fā)階段，極間發(fā)生碰撞電離過程并形成通道；第二階段為能量向通道傾輸階段；第三階段為介質(zhì)氣泡動力轉(zhuǎn)換階段。高能脈沖發(fā)生器和中央處理器對動力的靜態(tài)、動態(tài)實(shí)施監(jiān)控，從而控制做功過程。本發(fā)明對高能脈沖發(fā)生器采用中頻、中、低壓相結(jié)合、用觸發(fā)器的供能方式進(jìn)行觸發(fā)。
本發(fā)明為輸能介質(zhì)設(shè)計(jì)了介質(zhì)循環(huán)回路，輸能介質(zhì)在介質(zhì)循環(huán)回路內(nèi)循環(huán)使用，即輸能介質(zhì)從介質(zhì)箱流出，經(jīng)濾清器過濾至高壓供液泵內(nèi)，再經(jīng)高壓供液泵加壓、高壓供液軌蓄壓后至電磁噴液器，電磁噴液器將介質(zhì)噴射至爆炸室內(nèi)，介質(zhì)做完功后被介質(zhì)回收器回收，然后經(jīng)介質(zhì)冷卻器冷卻返回至介質(zhì)箱內(nèi)。
因此本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、平均有效壓力高達(dá)1.8--2.2MPa，工作效率高，是現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的極佳替代品；2、使用的輸能介質(zhì)可以循環(huán)使用，消耗量極少，達(dá)到高效節(jié)能，同時(shí)解除了對有限而寶貴的礦物燃料的依賴；3、輸能介質(zhì)化學(xué)性能穩(wěn)定，使用壽命長，成本低，配制簡單，使用安全可靠；4、無任何有害物質(zhì)排放、對環(huán)境無污染、對人類健康無危害，是新型環(huán)保動力機(jī)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為高能脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例并對照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1本發(fā)明包括介質(zhì)箱1、濾清器2、高壓供液泵3、高壓供液軌4、調(diào)壓器22、電磁噴液器5、缸體13、活塞7、曲軸10、輸出軸9、電源按鈕18和蓄電池組19，在缸體13的上端和活塞7之間為爆炸室6，在爆炸室6內(nèi)還安裝有介質(zhì)回收器16，介質(zhì)回收器16通過介質(zhì)回收管24經(jīng)介質(zhì)冷卻器21與介質(zhì)箱1連接，在介質(zhì)箱1內(nèi)安裝有輸液泵25。介質(zhì)箱1內(nèi)的介質(zhì)通過介質(zhì)輸液管27經(jīng)濾清器2過濾后輸入高壓供液泵3內(nèi)加壓，加壓后的介質(zhì)被送至高壓供液軌4蓄壓，然后介質(zhì)從電磁噴液器5噴射至爆炸室6內(nèi)，介質(zhì)回收器16將爆炸過后的介質(zhì)回收，經(jīng)介質(zhì)冷卻器21冷卻后送回到介質(zhì)箱1內(nèi)，構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)回路，介質(zhì)在其中循環(huán)使用。
在爆炸室6內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器26，在介質(zhì)回收器16內(nèi)設(shè)置有缸內(nèi)溫度傳感器15和霍耳傳感器14，在高壓供液軌4內(nèi)設(shè)置有介質(zhì)壓力傳感器23，在缸體13內(nèi)設(shè)置有冷卻液溫度傳感器12，在缸體13的曲軸室11內(nèi)設(shè)置有曲軸位置和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器8，這些傳感器均將采集到的信號通過輸入回路傳輸給中央處理器20。中央處理器20對這些傳感器送來的各種信號進(jìn)行運(yùn)算處理，確定滿足動力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的介質(zhì)最佳噴射持續(xù)時(shí)間和最佳觸發(fā)時(shí)刻，然后將結(jié)果經(jīng)輸出回路送至電磁噴液器5、高能脈沖發(fā)生器執(zhí)行。
高能脈沖發(fā)生器由逆變器智能模塊(IPM)、升壓器、整流電路、觸發(fā)器17組成。
控制器由中央處理器20、轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊、比較電路、脈沖調(diào)制電路、驅(qū)動電路、取樣電阻R、RP1、RP2、反饋電路、鍵盤、拔動開關(guān)和顯示器組成，控制器是一種智能控制系統(tǒng)。
蓄電池組19由五組24V電池串聯(lián)而成，電壓為120V。逆變器模塊將蓄電池組19的直流電壓120V變成交流電壓160V，然后經(jīng)升壓器升壓后變成高壓，再經(jīng)整流電路整流后在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高能脈沖，即巨大的能量，巨大的能量送至觸發(fā)器17，反饋電路將從取樣電阻R、RP2上的取樣信號處理后送至比較電路和輸入模塊，中央處理器20對從輸入模塊送來的信號進(jìn)行處理，處理結(jié)果通過轉(zhuǎn)換模塊送至比較電路，比較電路將兩路信號進(jìn)行比較，得出的比較結(jié)果送至脈沖調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制，再經(jīng)驅(qū)動電路至逆變器智能模塊，控制逆變器智能模塊變頻、變壓、變流，定時(shí)、定量地向爆炸室6輸入高能脈沖。
低壓儲能電路由儲能電容器C、二極管D1、D2、電感L組成，二極管D1、D2的陽極分別接逆變器智能模塊輸出端的兩端，二極管D1、D2的陰極的公共端依次與電感L、儲能電容器C串聯(lián)后接二極管D2的陽極。二極管D1起整流作用，二極管D2為續(xù)流管，電感L起濾波作用。儲能電容器C上的電壓起提供能量的作用。
升壓器的升壓比為160V18KV，并采用高壓分級為0～5KV、7KV、8KV、10、15KV、18KV，分級有利于能量選擇。
介質(zhì)由9.5Kg的水和0.5Kg的鉀組成，配制時(shí)將0.5Kg的鉀倒入9.5Kg的水中，攪拌均勻即可。水可以是淡水，也可以是海水。
介質(zhì)循環(huán)過程當(dāng)介質(zhì)箱1內(nèi)的輸液泵25收到中央處理器20發(fā)出的指令而起動，將介質(zhì)泵入濾清器2，過濾后的介質(zhì)通過介質(zhì)輸液管27輸入高壓供液泵3內(nèi)，高壓供液泵3收到指令起動將介質(zhì)加壓后泵入高壓供液軌4蓄壓。曲軸位置和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器8、霍耳傳感器14確定活塞7位置，將信號經(jīng)輸入回路傳輸給中央處理器20，中央處理器20根據(jù)活塞7的最佳位置發(fā)出指令給電磁噴液器5，電磁噴液器5將介質(zhì)噴射至爆炸室6內(nèi)，此時(shí)中央處理器20發(fā)出指令給高能脈沖觸發(fā)器，高能脈沖觸發(fā)器在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高能脈沖(即巨大的能量)，觸發(fā)器17將巨大的能量傳輸給噴射至爆炸室內(nèi)的介質(zhì)，激發(fā)介質(zhì)爆炸，轉(zhuǎn)換為強(qiáng)大的力效應(yīng)推動活塞往復(fù)運(yùn)行，輸出動力。介質(zhì)回收器16將爆炸過后的介質(zhì)回收，回收的介質(zhì)送至介質(zhì)冷卻器21冷卻，冷卻后的介質(zhì)通過介質(zhì)回收管24回到介質(zhì)箱1內(nèi)，構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)回路，介質(zhì)在其中循環(huán)使用。
介質(zhì)爆炸作功過程根據(jù)“液電效應(yīng)”機(jī)理高能脈沖發(fā)生器能在極短時(shí)間(ms或μs級)產(chǎn)生高能脈沖，即巨大的能量(3-7KJ)，巨大的能量通過觸發(fā)器17傳輸給噴射至爆炸室內(nèi)的介質(zhì)，激發(fā)介質(zhì)爆炸，致使爆炸室內(nèi)形成高能密度(102--103J/cm3)，使介質(zhì)處于高溫(1500--2200K量級)、高壓狀態(tài)，并形成等離子體；稠密的等離子體充滿爆炸室內(nèi)，并輻射出很強(qiáng)的紫外線，同時(shí)爆炸室內(nèi)壓力急劇升高，壓力值可達(dá)1.8--2.2MPa，從而以較高的速度(300m/s以上)迅速向外傳播；當(dāng)觸發(fā)能量中止后，由于介質(zhì)內(nèi)部壓力依然很高，介質(zhì)內(nèi)部在高壓強(qiáng)作用下，形成汽泡，汽泡以稍小內(nèi)部壓力向外繼續(xù)膨脹，直到內(nèi)部壓小于介質(zhì)壓才開始收縮；汽泡過程、膨脹過程、收縮過程一直持續(xù)到汽泡內(nèi)的剩余能量全部散失于介質(zhì)內(nèi)為止(約100--160μs)，形成壓力脈沖，這些壓力脈沖具有很強(qiáng)大的力效應(yīng)；爆炸過程、汽泡過程、膨脹過程、收縮過程為一個(gè)做功過程，在瞬間將能量轉(zhuǎn)換成動力，周而復(fù)始的做功過程推動活塞往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)輸出動力。
實(shí)施例2實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，不同之處在于介質(zhì)由9.95Kg的水和0.05Kg的鉀組成，配制時(shí)將0.05Kg的鉀倒入9.95Kg的水中，攪拌均勻即可。
實(shí)施例3實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，不同之處在于介質(zhì)由9.8Kg的水和0.2Kg的鉀組成，配制時(shí)將0.2Kg的鉀倒入9.8Kg的水中，攪拌均勻即可。
權(quán)利要求
1.一種介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)，包括介質(zhì)箱(1)、濾清器(2)、高壓供液泵(3)、高壓供液軌(4)、調(diào)壓器(22)、電磁噴液器(5)、缸體(13)、活塞(7)、曲軸(10)、輸出軸(9)、電源按鈕(18)和蓄電池組(19)，在缸體(13)的上端和活塞(7)之間為爆炸室(6)，其特征在于還包括介質(zhì)回收器(16)、介質(zhì)冷卻器(21)、高能脈沖發(fā)生器、控制器，介質(zhì)回收器(16)安裝在爆炸室(6)內(nèi)，介質(zhì)回收器(16)通過介質(zhì)回收管(24)經(jīng)介質(zhì)冷卻器(21)與介質(zhì)箱(1)連接，在介質(zhì)箱(1)內(nèi)安裝有輸液泵(25)，介質(zhì)箱(1)內(nèi)的介質(zhì)通過介質(zhì)輸液管(27)經(jīng)濾清器(2)過濾后輸入高壓供液泵(3)內(nèi)加壓，加壓后的介質(zhì)被送至高壓供液軌(4)蓄壓，然后介質(zhì)從電磁噴液器(5)噴至爆炸室(6)內(nèi)，介質(zhì)回收器(16)將爆炸過后的介質(zhì)回收，經(jīng)介質(zhì)冷卻器(21)冷卻后送回到介質(zhì)箱(1)內(nèi)，構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)回路，介質(zhì)在其中循環(huán)使用；高能脈沖發(fā)生器由逆變器智能模塊、升壓器、整流電路、觸發(fā)器(17)組成，控制器由中央處理器(20)、轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊、比較電路、脈沖調(diào)制電路、驅(qū)動電路、取樣電阻(R、RP1、RP2)、反饋電路、鍵盤、拔動開關(guān)和顯示器組成，逆變器模塊將蓄電池組(19)的直流電壓變成交流電壓，然后經(jīng)升壓器升壓后變成高壓，再經(jīng)整流電路整流后在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高能脈沖，即巨大的能量，巨大的能量送至觸發(fā)器(17)，反饋電路將從取樣電阻(R、RP2)上的取樣信號處理后送至比較電路和輸入模塊，中央處理器(20)對從輸入模塊送來的信號進(jìn)行處理，處理結(jié)果通過轉(zhuǎn)換模塊送至比較電路，比較電路將兩路信號進(jìn)行比較，得出的比較結(jié)果送至脈沖調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制，再經(jīng)驅(qū)動電路至逆變器智能模塊，控制逆變器智能模塊變頻、變壓、變流，定時(shí)、定量地向爆炸室(6)輸入高能脈沖。
2.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)，其特征在于在爆炸室(6)內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器(26)，在介質(zhì)回收器(16)內(nèi)設(shè)置有缸內(nèi)溫度傳感器(15)和霍耳傳感器(14)，在高壓供液軌(4)內(nèi)設(shè)置有介質(zhì)壓力傳感器(23)，在缸體(13)內(nèi)設(shè)置有冷卻液溫度傳感器(12)，在缸體(13)的曲軸室(11)內(nèi)設(shè)置有曲軸位置和轉(zhuǎn)數(shù)傳感器(8)，這些傳感器均將采集到的信號通過輸入回路傳輸給中央處理器(20)。
3.如權(quán)利要求2所述的介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)，其特征在于低壓儲能電路由儲能電容器(C)、二極管(D1、D2)、電感(L)組成，二極管(D1、D2)的陽極分別接逆變器智能模塊輸出端的兩端，二極管(D1、D2)的陰極的公共端依次與電感(L)、儲能電容器(C)串聯(lián)后接二極管(D2)的陽極。
4.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)的介質(zhì)，其特征在于介質(zhì)由如下以重量份計(jì)的原料組成水95-99.5 鉀0.5-5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種介質(zhì)循環(huán)動力機(jī)及其介質(zhì)，它包括介質(zhì)箱、高壓供液泵、高壓供液軌、電磁噴液器、缸體、活塞和蓄電池組等，在缸體的上端和活塞之間為爆炸室，特征是還包括介質(zhì)回收器、介質(zhì)冷卻器、高能脈沖發(fā)生器、控制器，介質(zhì)箱內(nèi)的介質(zhì)經(jīng)濾清器、高壓供液泵、高壓供液軌，然后從電磁噴液器噴射至爆炸室內(nèi)，介質(zhì)回收器將爆炸過后的介質(zhì)回收，經(jīng)介質(zhì)冷卻器送回到介質(zhì)箱內(nèi)，構(gòu)成介質(zhì)循環(huán)回路；高能脈沖發(fā)生器能產(chǎn)生巨大的能量，通過觸發(fā)器傳輸給爆炸室內(nèi)的介質(zhì)，使介質(zhì)轉(zhuǎn)換強(qiáng)大的力效應(yīng)推動活塞往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)輸出動力。本發(fā)明具有使用的輸能介質(zhì)可以循環(huán)使用、無任何有害物質(zhì)排放、對環(huán)境無污染、對人類健康無危害、高度節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F03G7/00GK1529056SQ20031010811
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者王忠和 申請人:王忠和