低溫差旋轉發動的製造方法

2023-05-29 08:38:31

低溫差旋轉發動的製造方法
【專利摘要】一種發動機，將其構造為，通過由低溫差或低壓差提取能量來產生動力。將多個可移動物質（例如，包含於容器中並可在容器之間移動的流體）與軸接合併布置於其周圍。當受到壓力差時，物質移動至較高的容器，從而增加其勢能並產生促使多個物質在第一方向上旋轉的重力矩。可通過將物質（例如，揮發性材料）暴露於熱量來產生壓力的增加，並可通過該壓力的增加來產生壓力差。
【專利說明】低溫差旋轉發動機
[0001]相關申請的引用
[0002]本申請要求2011年5月14日提交的美國臨時申請第61/486，273號的權益，其全部內容結合於此以供參考。
【技術領域】
[0003]這裡描述的實施方式涉及從低溫差源提取能量，更具體地，涉及用於從低溫差源產生能量的系統、設備和方法。
【背景技術】
[0004]從低溫差源(例如，通過太陽能、地熱或工業處理)提取能量，並將此能量轉換成旋轉或其他形式的能量，通常是效率低或不實際的。
[0005]已經進行過許多嘗試來提供更實際地進行能量提取的設備。例如，Gould (美國專利號4，570，444)描述了一種具有輪狀轉子的太陽能電動機，該輪狀轉子具有分成空心隔室的輪緣。將轉子設計為，在其輪緣隔室的一部分中包含揮發性液體的同時，圍繞水平軸線旋轉。轉子具有輪軸，也具有分開的隔室，以及使輪軸與輪緣隔室互相連接的空心輪輻。將轉子的內部設計為，在其輪軸中接收壓縮氣體，然後使其通過空心輪輻，到達轉子軸線的一側上的輪緣隔室。當壓縮氣體與輪緣的該部分中的液面接觸時，其在該表面上施加壓力。液面上的壓力迫使液體到達轉子的相對側並進入輪緣，在比其原始平面高的平面，通過輪輻和輪軸中的一系列互相連接的通道。這導致轉子的一側上的重量的不平衡，其會使轉子在趨向於恢復其重量平衡的方向上，在重力的影響下轉動或旋轉。只要將將壓縮氣體供應至其輪軸中，轉子就持續旋轉。該壓縮氣體可以是轉子中的揮發性液體的蒸汽相。
[0006]另一方面，Yoo等人(美國專利號6，240, 729)描述了一種用於將熱能轉換成機械運動的設備，包括安裝在熱源上方的軸上的框架。將包括至少三個由流道連接的細長腔室的流路安裝在框架上，並且，設置於流路中的單向閥允許流體在流路內單向地流動。熱源將包含在腔室內的運動流體加熱至高於其沸點，這會增加加熱腔室內的蒸汽壓力，從而迫使流體離開腔室並立即進入流路下遊的腔室。下遊腔室的增加的重量會圍繞軸產生扭矩，使框架在上遊方向上旋轉。
[0007]此外，Iske (美國專利號243，909)描述了一種電動機，在該電動機中，直管在每端具有容器(receptacle),並允許封閉的揮發性液體在熱量的作用下從一個容器通向另一個容器。
[0008]對改善的用於從低溫差源提取能量的設備存在需求。

【發明內容】

[0009]根據本公開的一個方面，一種發動機包括與軸稱合併布置於其周圍的多個容器，以及將多個容器連接在一起以在容器之間傳送物質的多個管道。多個容器中的每個都經由至少一個管道與該多個容器中的至少另一個連通。多個容器中較低的容器(下容器，lowervessel)和多個容器中較高的容器(上容器，higher vessel)之間的壓力差導致物質從較低的容器移動至較高的容器中，以產生促使多個容器和連接的管道在第一方向上旋轉的重力矩。將閥構造為控制壓力差。
[0010]根據本公開的另一方面，一種容器包括分離器，其將容器分成第一腔室和第二腔室，將第一腔室構造為經由管道與附接的容器連通，將第二腔室構造為經歷正壓力和部分真空，以導致分離器使物質經由管道進入和離開第一腔室。該容器進一步包括，被定位為控制第二腔室中的正壓力或部分真空的閥。
[0011]根據本公開的另一方面，一種方法控制發動機的旋轉，該發動機具有多個布置在旋轉軸線周圍的容器。該方法包括，使用閥來控制多對容器之間的壓力差。較低位置的容器接收的壓力比在較高位置的容器接收的壓力高。該方法進一步包括，響應於壓力差，將物質從較低位置的容器移動至較高位置的容器，該物質產生促使發動機旋轉的重力矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是根據本公開的一個實施方式的被構造為從熱源提取能量的發動機的示意圖；
[0013]圖2a至圖2b是運動中的隔開的管道和容器對的橫截面圖；
[0014]圖3是圓筒和旋轉位置檢測器的示意圖；
[0015]圖4a是發動機的旋轉部分的示意圖；
[0016]圖4b是用於控制發動機的控制器的一種程序的框圖；
[0017]圖5是用於控制發動機的控制器的另一程序的框圖；
[0018]圖6是用於控制發動機的控制器的又一程序的框圖；
[0019]圖7是容器和連接管道的一部分的橫截面圖；
[0020]圖8是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0021]圖9是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0022]圖1Oa至圖1Ob是根據另一實施方式的具有自調節容器的發動機的橫截面部分視圖；
[0023]圖11是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0024]圖12是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0025]圖13a至圖13b是根據另一實施方式的多級發動機的示意圖；
[0026]圖14是根據另一實施方式的隔開的管道和容器對的橫截面圖；
[0027]圖15是根據另一實施方式的發動機的容器、管道和閥布置的示意圖；
[0028]圖16是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0029]圖17是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0030]圖18是根據另一實施方式的容器和連接管道的一部分的橫截面圖；
[0031]圖19是使用圖18的容器的發動機的示意圖；
[0032]圖20是根據另一實施方式的使用圖18的容器的發動機的示意圖；
[0033]圖21是理想熱力循環的P-V圖，以幫助理解本公開的實施方式；
[0034]圖22是根據另一實施方式的發動機的示意圖；
[0035]圖23是圖22的容器的橫截面圖；[0036]圖24是根據另一實施方式的容器的橫截面圖；
[0037]圖25是根據另一實施方式的發動機的示意圖；
[0038]圖26是圖25的容器和管道的橫截面圖；
[0039]圖27是根據另一實施方式的容器的示意圖；
[0040]圖28是根據一個實施方式的交通工具的示意圖。
【具體實施方式】
[0041]圖1示出了根據本公開的一個實施方式的發動機100的示意圖，將其構造為從熱源提取能量。發動機100包括支撐部102，與支撐部102旋轉地耦合的軸104，布置在軸104周圍的多個容器106，將多個容器106連接在一起的多個管道108，位於管道108上的多個閥110，以及將管道108固定至其上的圓筒112。將圓筒112固定至軸104，並且，圓筒112允許容器106和管道108的輪狀布置，以在第一方向R上旋轉。護罩113包圍容器106和管道108的布置。發動機100包括控制發動機100的操作的控制器150。
[0042]支撐部102是框架或類似的固定至底座的剛性結構，例如，混凝土通道114。支撐部102將發動機保持在熱源116上方，在此情況中，熱源116是在箭頭D表示的方向上流動的水。支撐部102包括減震腿117，其可由例如橡膠或人造橡膠的材料製成。下面描述了其他熱源和底座結構。
[0043]將軸104與支撐部102旋轉地連接。可通過軸承將軸104與支撐部102連接，以減小旋轉摩擦。將發動機100的主體與軸104連接，並隨著軸104在方向R上旋轉。這種連接可以是，通過將發動機的主體剛性地固定至軸104，或通過使用允許僅在一個方向上旋轉的單向耦合，例如，通過使用橢圓形軸承。可從軸104獲得機械動力，如果希望的話，通過使用發電機來轉換成電。
[0044]每個容器106經由一個管道108與至少一個其他容器106連通。在此實施方式中，將多對容器106與管道108的端部連接，從而允許在多對容器106之間連通，以使流體或其他物質流過。使管道108彼此角度偏離，以沿著周長與容器106形成輪輻狀布置。管道108貫穿並固定至圓筒112，圓筒112與軸104連接。容器106、管道108、閥110、圓筒112和軸104的組件作為一個單元圍繞軸104的軸線旋轉。結果，每個容器106依次與熱源116熱接觸，然後離開熱源116，以受到散熱器118，例如，如所示出的相對冷的周圍空氣的影響。發動機100利用熱源116和散熱器118之間的溫差來旋轉，從而產生功率，如在下面更詳細地討論的。
[0045]在此實施方式中，管道108用作將容器106相對於彼此保持在適當位置中的結構元件。在其他實施方式中，提供單獨的結構元件(例如，結構通道，角鐵，結構管道，等等)來保持容器106，並且，可減小管道108的尺寸，並且，其主要用來傳送物質。
[0046]將護罩113 (或殼體)與支撐部102連接，並且，護罩113包括通常圓柱形的空心本體。護罩113為了安全而包圍發動機100的運動部分，並可將其設計為，通過剛性地容納碎片或分離的運動部分，或通過變皺以吸收其動能，來安全地遏制突發故障。在一個實施方式中，護罩113簡單地防止操作員過於靠近發動機100的運動部分。可將機箱安裝至護罩113的側面，以容納控制器150。護罩113還可具有開口，以允許用作散熱器118的空氣運動。護罩113還可能具有窗口，以允許操作員安全地觀察發動機100。用於製造護罩113的材料的實例包括可高度變形的金屬(例如ARMC033)，或複合材料，包括Kevlar。
[0047]熱源116的實例包括水(或其他液體)，例如，其由以下來源加熱:工業或民用處理(例如，廢熱水)，定向和/或聚焦的太陽光線，地熱源，海洋熱源，分解生物質，人(或其他活的哺乳動物)的體溫，從電子元件的操作產生的熱量，以及類似的熱源。其他實例包括熱廢氣或其他氣流。散熱器118的實例包括，通過容器106的外部上的水(或其他液體)的蒸發冷卻效應輔助或不通過其輔助的周圍空氣，從冷卻儲存器抽入的冷卻液，自由對流或強制對流(例如，通過空氣從容器106的運動)，或這些的一些組合。
[0048]底座結構114的實例包括固定底座，例如通道，冷卻池(例如發電站使用的那些)，以及金屬槽。移動底座也是適當的，並包括交通工具，例如，船，駁船，有軌車，卡車和汽車。其他底座包括浮動平臺。
[0049]為了說明性的目的，圖2a至圖2b示出了隔開的管道108和連接容器對(即，第一容器106和連接容器106)，可將管道108的閥110打開和關閉，以控制物質202在這對連接容器106之間的運動。在此實施方式中，物質是由每對容器106和互相連接的管道108容納的流體。每個容器106包含柔性膜204，其使物質202與包含揮發性材料206的容器106的一部分隔開。
[0050]膜204由柔性的且熱絕緣的材料製成，例如，矽橡膠等。在另一實施方式中，膜204是密封材料(例如矽橡膠)，以及由陶瓷製成的熱絕緣織物(例如Nextel)的組合。在另一實施方式中，膜是模製矽橡膠，其具有陶瓷絕緣材料或其他絕緣纖維或結節(nodule)的複合混合物。
[0051]當加熱特定容器中的揮發性材料206時，揮發性材料206的至少一部分蒸發並膨脹，推動膜204，以使膜204變形。因此，膜204推動物質202，並且，當閥110打開時，迫使物質202從加熱的特定容器106，通過管道108，朝著另一較高的容器(較高的容器，highervessel) 106移動並進入其。朝著較高的容器106移動並進入其的流體物質202產生促使軸在第一方向(圖1的R)上旋轉的重力矩。
[0052]例如，圖2a示出了在重力的影響下表現出重量W的管道和連接容器對的質心。重量W與軸的中心軸線偏離力矩臂L。因此,重力矩M趨向於使發動機100旋轉。發動機100的旋轉使較低的容器(較低的容器，lower vessel)106受到熱源116的影響，熱源116開始加熱容器106,從而開始使蒸發揮發性材料206。位於加熱的容器上方的另一容器106中的揮發性材料206的蒸汽，由於冷卻而至少部分地冷凝，從而導致在膜204上產生部分真空，並且，一旦打開閥110，便幫助拉起流體物質202。
[0053]圖2b示出了在發動機旋轉過程中之後的時間，以及已將大部分流體物質202移動至較高的容器106之後的管道和連接容器對。上述循環對每個管道和連接容器對重複，從而連續地轉動發動機。在熱源116足夠熱且能夠冷卻連接容器中的揮發物的同時，發動機100將以此方式繼續操作。
[0054]將揮發性材料206選擇為，在小於或等於熱源116的溫度的溫度下至少部分地蒸發。揮發性材料的實例包括醇(例如，乙醇或甲醇)、氨水、水、石油醚、輕質汽油、正戊烷、二乙醚、二甲醚、乙酸甲酯、甲基碘、醚、溴乙烷、甲醇、己烷、丙酮、正丁烷、二硫化碳、溴、氯仿、乙醛、以及氟利昂製冷劑。可將揮發性材料提供為流體、蒸汽、或其組合。將理解，揮發性材料的實例的此列表並不是完全的，還可能使用其他具有適當的蒸發溫度並可能在使用中安全地容納於容器106中的揮發性材料。
[0055]將物質202選擇為，提供足夠的重量W。物質的實例包括液體、凝膠體、懸浮液、膠體、觸變膏；固體，例如顆粒(例如，鎢顆粒)、沙子、球軸承、以及類似的可流動材料。這種液體可包括水、油、碘酒、汞、以及其他高密度液體。固體或顆粒狀可流動材料的流動性可通過增加液體或潤滑劑，或通過塗有低摩擦塗層來輔助。這些物質的實例的此列表並不是完全的，還可能使用其他在管道108和容器106內具有足夠的流動性的適當的物質。
[0056]管道108和容器106的內表面可塗有低摩擦塗層，例如Teflon，以減小摩擦，從而改善物質的運動。
[0057]閥110用於限制物質202的運動，並且，可以是任何類型的適當的閥，例如，螺線管關閉閥。可使用其他類型的閥，例如，可變流量閥。在其他實施方式中，對每個管道和連接容器對提供多個閥。例如，可將閥放在管道的每端，在容器的入口或出口附近。
[0058]回到圖1，將控制器150構造為，打開和關閉閥110。可將控制器150構造為，檢測在其中具有揮發性流體的特定容器106是否會遇到熱源，並響應地打開相關的閥110。
[0059]控制器150包括處理器152，與處理器152連接的存儲器154，與處理器152連接的收發器156，與收發器156連接的天線158，以及與處理器152連接的用戶界面(UI) 160。可提供總線(未示出)，以將這些部件連接在一起。將用於控制發動機100的程序儲存在存儲器154中。提供電源162，以對控制器150的部件以及需要電功率的發動機100的其他部件提供動力。在一些實施方式中，控制器150可以是計算機，例如臺式計算機、筆記本式計算機、伺服器等。在其他實施方式中，控制器150可以是商業上可獲得的工業控制器。在又一些實施方式中，控制器150可以是特殊製造的裝置。
[0060]處理器152可以是微處理器，中央處理器(CPU)，或類似的能夠執行指令並在存儲器154、收發器156和UI160之間發送信息的裝置。
[0061]存儲器154可包括易失性和/或非易失性存儲器，例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、快閃記憶體、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPR0M)、硬碟，等等。
[0062]UI160可包括輸入/輸出裝置，用於使操作員控制、監測和/或編程控制器150。這種裝置可包括監視器、鍵盤、滑鼠、觸控螢幕，等等。例如，UI160的監視器可現實各種操作條件，例如，發動機100及其各種部件的旋轉位置、速度、功率輸出、溫度和壓力。
[0063]收發器156可以是雙向通信裝置，例如，有線和/或無線網絡適配器。在此實施方式中，收發器156支持有線和無線通信模式。無線通信可以是通路協議，例如，IEEE802.1l或藍牙。在其他實施方式中，對於有線和無線模式，提供不同的收發器。將天線158提供為，允許通過收發器156進行無線通信。可將收發器156與網際網路或內聯網進一步連結，以遠程監測和/或遠程控制發動機100的功率輸出和性能。當控制器150設置有全球定位系統(GPS)裝置時，可進一步使用此網際網路/內聯網連結來監測發動機100的位置(例如，在將發動機100安裝在交通工具中的情況中)。
[0064]在一個實施方式中，可將底座結構114構造為，可經由控制器150控制，以設置發動機100的至少一個位置或方向，從而，增加對適當的熱源116和/或相應的散熱器118的暴露。例如，如果將發動機100構造為，用聚焦的太陽光線作為熱源，可自動地控制，或經由發送至控制器150的遠程命令控制底座結構114，以當太陽在空中移動時，增加發動機100在一天中對太陽光線的暴露。在底座結構114包括浮動平臺的實施方式中，可以用控制器150來設置發動機100在液面上的位置或方向。將理解，如果希望的話，還可能用分開的控制器(未示出)來獨立地控制底座結構114。
[0065]閥110具有類似的收發器和天線，用於與控制器150無線通信。這些收發器和天線可與從商業上可獲得的工業網絡系統(例如CAN總線)的那些相同。
[0066]提供旋轉位置檢測器164，以測量發動機100的旋轉部分的旋轉位置。通過一條或多條電線，將旋轉位置檢測器164與收發器156連接。在另一實施方式中，以與閥110相同的方式，將旋轉位置檢測器164與收發器156無線地連接。
[0067]電源162使用旋轉電耦合對閥110提供功率，其是商業上可獲得的用於在固定裝置和旋轉裝置之間傳遞電功率和/或信號的裝置。在另一實施方式中，用一個或多個電池對閥110提供功率，其可以是可充電電池，例如，鋰離子，NiMH，或N1-Cd，設置於閥110附近，並隨著發動機旋轉，從而不需要通過旋轉耦合將功率傳遞至閥110。電源162進一步對旋轉位置檢測器164進一步提供功率。因為發動機100產生旋轉能量，所以，在其他實施方式中，電源162可包括用於將該旋轉能量的一部分轉換成電以對發動機100和控制器150的需要功率的部件提供功率的發電機。例如，可將旋轉能量所產生的電儲存在一個或多個可充電電池中，以提供恆定電源，甚至當暫時中斷發動機100的旋轉時，或旋轉較長的持續時間時，也是這樣。
[0068]圖3是圓筒112和旋轉位置檢測器164的示意圖。
[0069]在此實施方式中，旋轉位置檢測器164包括光源和光檢測器。光源(其可以是發光二極體)在圓筒112的圖案區域302上發光。圖案區域302包括高反射部分(例如白色)和高光吸收部分(例如黑色)。光檢測器記錄從圖案區域302反射的光的強度，並將其與閾值進行比較。因此，可用以上閾值反射(例如白色部分)的計數來得到發動機100的旋轉位置，可將其表達為度。在其他實施方式中，旋轉位置檢測器164可包括加速計，水銀開關，霍爾效應傳感器，或電觸點的圖案。當旋轉位置檢測器164本質地測量速度時，可得到其位置。另一方面，當旋轉位置檢測器164本質地測量位置時，如果希望的話，可得到位置。在另一實施方式中，旋轉位置檢測器164包括水平傳感器，控制器150使用其來補償底座114的方向的變化，例如，當底座114是浮動交通工具或結構的一部分並受到波浪作用時。
[0070]在圖3中還示出了用來對閥110提供功率的旋轉耦合。該旋轉耦合包括固定電線304，其延伸至支撐部102以及固定至旋轉軸104的圓周觸點306。圓周觸點306附近的電線304的端部也具有與圓周觸點306接觸的導電保護罩或電刷，以形成整個導電路徑，不管軸104是否連續旋轉。電線(未示出)從圓周觸點306延伸至閥110 (未示出)，並且，電線304延伸至電源162 (未示出)。
[0071]圖4a示出了發動機100的旋轉部分的一般示意圖。圖4b示出了用於控制發動機100的控制器150的程序的框圖。可在控制器150的Π160上示出該框圖，用於編程和/或監測的目的。
[0072]可將圖4b的程序儲存在控制器150的存儲器154中。該程序包括可由處理器152執行的指令。可將該指令儲存在與應用程式相關的數據文件中，使得可修改指令而不用必須修改應用程式本身。或者，該指令可以是形成應用程式的可執行代碼的一部分。可使用其他編程技術。[0073]圖4b的程序使閥110對發動機100的旋轉位置命令的打開和關閉相互關聯，如通過旋轉位置檢測器164測量的。根據此程序，每60度打開一個閥，同時關閉另兩個。當目標容器106是上死點時，打開每個閥110，意味著，包含物質202的容器位於熱源116的正下方並受到其影響。例如，當發動機100的旋轉部分處於60度的角度(即，如從12點位置順時針測量的，60度的相對角度)，關閉閥I和閥2，同時打開閥3。因此，將物質202從閥3下方的容器106推動至閥3上方的容器。在此實施方式中，在任何設定時間，打開一個閥110。
[0074]現在將參考圖1至圖3，描述發動機100的整個受控操作。
[0075]引入熱源116，並且，附近容器106中的揮發性材料206開始蒸發。參考儲存於存儲器154中的程序，處理器152打開與容器106相關的閥110，如通過來自旋轉位置檢測器164的信號觸發和經由收發器156在處理器152接收的。通過從處理器152經由收發器156和天線158發送至閥110的命令，來打開閥110。閥110的打開允許揮發性材料206膨脹並推動膜204，其朝著管道108的另一端處的較高的容器106推動物質202並使其進入該容器106。同時，提供給較高的容器106的冷卻可使其中的揮發性材料冷凝，以在膜204上拉動，並產生抽吸作用，以將物質202拉入較高的容器106。現在，較高的容器106使發動機100過度平衡，從而使其旋轉。對所有管道和連接容器對依次重複該過程。
[0076]為了關閉發動機100，可用控制器150來命令所有閥110關閉。這將防止物質202在容器106之間移動，因此，發動機110將最終達到靜態平衡。可進一步用控制器150來控制在關閉時每個容器106中最後有多少物質202，其可便於啟動。例如，在三個不相鄰的容器中最後用物質202關閉可能是有利的。如果熱源116是流動的，那麼，也可通過使熱源116的流動停止(這參考圖13更詳細地討論)，來實現停止發動機100。
[0077]圖5示出了用於冷卻發動機100的另一程序的框圖。在此實例中，在目標容器106到達上死點之前，將每個閥Iio打開5度，並且，在目標容器106通過上死點之後，將其關閉5度。在到達上死點之前打開閥110，可使物質202有足夠的時間到達目標容器106，使得目標容器106和物質202產生的勢能最大，即，當容器剛剛到達上死點時，物質202填充目標容器106。在此實施方式中，將每個閥打開10度。
[0078]圖6示出了用於控制發動機100的又一程序的框圖。此程序表明，不用必須在相同的旋轉位置打開所有閥110。此程序與圖4所示的程序相似，除了與前三個相比更早地命令最後三個閥開口打開5度以外。這是發動機100如何在不同的閥定時之間轉變的一個實例。更一般地，將理解，可能響應於許多因素而改變打開和關閉閥110的角位置，包括，例如，物質202的流動性，揮發性材料206在暴露於熱源116時膨脹的速度，以及發動機100的當前轉速。還將理解，可通過在角位置打開和關閉一個或多個閥110，用閥110的打開和關閉來控制所需轉速，使得必要時可將發動機100的轉速減慢至低於最大速度。在一個實施方式中，控制器150可響應於從旋轉位置檢測器164和各種其他測量溫度與壓力的傳感器接收或計算的轉速數據，用反饋迴路來調節閥HO的打開和關閉。下面進一步詳細地描述了這種傳感器。
[0079]圖7示出了容器106和連接管道108的一部分的特寫視圖。
[0080]將閥702設置在容器106的壁部中，以允許在下腔室704中填充和排出揮發性材料。還可用閥702在下腔室704中建立真空壓力，從而允許調節揮發性材料的熱特性(例如，降低沸點)。在管道108的壁部中設置另一閥706，以允許在管道108和閥106的上腔室708中填充和排出物質。用膜204將上腔室708和下腔室704隔開，在此實施方式中，通過扣環710和容器壁的內側上的匹配的槽，將膜204保持在適當的位置。在其他實施方式中，用法蘭將膜204螺栓固定在容器106中，或者，用熱結合技術或粘合劑粘結至閥106的壁部。可用控制器150以與閥110相似的方式控制閥702，706中的一個或兩個，以自動地控制容器106中的揮發性材料的量和/或狀態。閥702，706可位於其他位置中，以允許填充和排出相應的材料。
[0081]另外，可將溫度傳感器712 (例如，熱電偶，熱敏電阻，或電阻溫度裝置——RTD)提供為，與下腔室704附近的容器106的壁部接觸。因此，可經由與溫度傳感器712連接的收發器和天線714，將溫度信號發送至控制器150，以使控制器150在操作發動機100的過程中使用。例如，可監測下腔室704中的揮發性材料的溫度，以判斷其實際狀態。
[0082]可將與收發器和天線714連接的壓力傳感器716提供為，測量容器106的下腔室704中的壓力。控制器150可用容器壓力來判斷揮發性材料是否已經足夠加壓，以使其能夠根據需要打開閥110。因此，控制器150的程序可用容器106中的揮發性材料的壓力，來補充發動機100的所測量的旋轉位置，以控制閥110的打開和關閉。在另一實施方式中，使用壓力傳感器716，而不是旋轉位置檢測器164，並且，如果希望的話，可從壓力測量結果中推導出發動機的旋轉位置。還可用壓力傳感器716來檢查揮發性材料的洩露。
[0083]圖8示出了根據另一實施方式的容器802。
[0084]在此實施方式中，用可滑動活塞808將容器802分成上腔室804和下腔室806。活塞808經由密封件810 (例如，O形環)密封容器802的內壁。活塞808的上表面是圓錐形的，並且，在容器802的頂壁設置匹配的表面812。當加熱下腔室806中的揮發性材料時，活塞808將上腔室804中的物質推入管道108和連接容器802。通過對相對窄的管道108提供逐漸過渡，活塞808和容器壁812的圓錐形形狀可幫助物質離開容器802。如果該物質是凝膠、微粒、固體、或其他強制流動的非液體，那麼這可以是特別有用的。可以提供凸緣814，來阻止活塞808過度壓縮揮發性材料。
[0085]圖9示出了根據另一實施方式的容器902。
[0086]在此實施方式中，用可滑動活塞908將容器902分成上腔室904和下腔室906。活塞908經由密封件910 (例如，O形環)密封容器902的內壁。從活塞908向下延伸的是一個或多個熱傳遞裝置。在此實施方式中，熱傳遞裝置912是熱管。在其他實施方式中，熱傳遞裝置可以是一個或多個導熱金屬杆或棒。幾個平行的熱傳遞裝置可增強活塞908在容器902內的運動的引導。用密封件914 (例如，O形環)將熱管912密封至容器902。可以提供凸緣916，以阻止活塞908壓縮揮發性材料。容器902和管道108可由熱絕緣材料製成，或者，如在此實施方式中，可在內部或外部塗有或覆蓋有絕緣材料918，例如，聚氨酯泡沫、矽橡膠，等等。
[0087]圖1Oa至圖1Ob示出了根據另一實施方式的發動機的一部分，其具有如圖9所示的容器結構。圖1Oa示出了在其軌道中的最下點的容器902，使得，熱管912 (或其他熱傳遞裝置)已經進入熱源116 (即，水)，並且，其幾乎完全浸沒在熱源116中。然後，如圖1Ob所示，熱管912已將一部分熱量傳遞至容器902中的揮發性材料，導致揮發性材料膨脹，並導致活塞908向上移動(朝著發動機的中心)。活塞908移動的結果是，將熱管912從熱源拉出，這導致傳遞至容器902中的揮發性材料的熱量的量減小。實現自調節效果，因為，與其膨脹和移動活塞908所需的熱量相比，揮發性材料將不會從熱源116接收更多的熱量。
[0088]圖11示出了根據另一實施方式的容器1102。
[0089]固定在容器1102內的是兩個膜1104，1106，每個膜都與上述膜204相似。上膜1104將上腔室1108與中腔室1110隔開。下膜1106將中腔室1110與下腔室1112隔開。上腔室1108包含物質，例如如上所述的液體。下腔室1112包含如上所述的揮發性材料。中腔室1100經由一個或多個打開的通風孔1114 (將其定位為，避免浸沒在液體熱源中)對周圍空氣開放。揮發性材料在下腔室1112中的膨脹導致下膜1106壓在上膜1104上，從而，迫使上腔室1108中的物質進入以上目標容器。然而，揮發性材料的收縮(例如，通過冷凝)僅影響下膜1106，因為在此模式中通過通風孔1114使膜分離；也就是說，下膜1106不會導致物質吸回到容器1102中，因為，相反，將空氣通過通風孔1114吸入中腔室1110中。因此，將物質的運動與揮發性材料的膨脹接合，但是，並不與揮發性材料的收縮接合。
[0090]圖12示出了根據另一實施方式的容器1202。
[0091]容器1202與容器1102相似，除了以下內容以外:與打開的通風孔相反，提供具有閥1204的可控通風孔，以控制進入和離開中腔室1110的周圍空氣的流動。閥1204包括收發器和天線，從而，可由控制器150控制。另一差異是，容器1202由兩種材料製成。主要限定上腔室1108的材料是高絕熱的(例如，塑料、塗層金屬，等等)，以防止物質不必要地加熱，而主要限定下腔室1112的材料由高導熱材料(例如，銅、鋼，等等)製成，以允許下腔室1112中的揮發性材料快速加熱和冷卻。
[0092]圖13a至圖13b示出了根據另一實施方式的多級發動機的示意圖。圖13a示出了從前面開始的發動機級。圖13b示出了從側面開始的多個級，為了清楚起見，用虛線示出。在此實施方式中，液體熱源116通常在方向D』上流動，其與圖1的流動方向D垂直，使得，可將多級發動機的每個連續的級構造為，捕獲未由之前的級捕獲的熱量。
[0093]每個發動機級1302可具有與以上對於發動機100討論的相同或相似的部件，具有控制所有發動機級的控制器1308。可將每個發動機級1302與公共的軸或與多個軸連接，例如，如也在W02009/140752中討論的，該專利結合於此以供參考。在此實施方式中增加的是，將多個葉片1304固定至每個發動機級1302。在此實施方式中，將每個葉片1304固定至容器1306和管道108。每個葉片1304可與風扇葉片等相似。當發動機級1302旋轉時，葉片1304在容器106周圍產生對流氣流，以增強容器106的冷卻。每個後續的發動機級1302可累積地增加空氣運動，從而增加容器106上的對流冷卻效果。可在發動機級1302之間設置定子1306 (其是葉片的固定組件)，以增加額外的湍流，從而對氣流(其通常用箭頭表示)增加冷卻特性。
[0094]控制器1308以與上述發動機100的控制相似的方式控制每個發動機級1302。可使每個發動機級1302的程序相互關聯，使得，如果一個發動機級1302運行得比預期或希望的快，那麼，自動地調節其他發動機級1302的速度。可通過控制器1308，與其他發動機級1302獨立地控制每個發動機級1302的速度、旋轉方向、和/或扭矩。
[0095]在此實施方式中，控制器1308還控制閥1310，其調節熱源116的流動。閥1310可以是可控制的閘閥或類似的裝置。可將控制器1308的程序構造為，調節熱源116的流速，以調節多級發動機的輸出。閥1310可包括溫度傳感器和流量計，其具有反饋至控制器1308的輸出，使得，例如，控制器1308可判斷有多少能量進入系統。對於控制器1308來說，一種停止多級發動機的方式是，完全斷開閥1310。
[0096]圖14示出了根據另一實施方式的隔開的管道和連接的容器對。此實施方式與圖2a至圖2b所示的實施方式相似，主要差異在於，在管道108的任一端設置兩個閥110。這兩個閥110都可由控制器150獨立地控制。
[0097]圖15示出了根據另一實施方式的發動機的容器、管道和閥的布置。這裡描述的其他實施方式也可使用該容器、管道和閥的布置，例如，圖1的實施方式。
[0098]用管道1504將容器1502連接。可如這裡其他地方描述的一樣，來設計容器1502和管道1504。然而，一個差異是，每個容器1502具有入口管道和出口管道，使得，在連續迴路中推動物質(例如液體)，依次從每個容器1502到每個管道1504，如用箭頭表示的，也如在以上提到的WO公開中描述的。使每個管道1504具有可控制的閥1506，例如，這裡其他地方描述的那些。對於設定的容器1502，可使入口和出口管道1504的閥1506的打開/關閉同步，使得，將物質引入正確的目標容器1502中。可用控制器150控制閥1506。可能用膜或活塞結構來使揮發性材料與物質隔離，例如，將容器1502的結構構造為與圖7中的類似，但是，具有兩個與容器連接的管道，而不是一個。當使用活塞時，可能用圓柱形容器代替如所示出的球形容器。容器1502和管道1504的組件圍繞輪軸1508旋轉，將管道1504固定至輪軸1508，以產生功率(如箭頭所示)。
[0099]圖16示出了圖9所示的容器的一個變型。將膜1602提供為，使上腔室904與下腔室906進一步隔開。用扣環1604和容器壁的內側上的匹配的槽，將膜1602保持在適當的位置中。當活塞908向上移動時，膜1602趨向於摺疊並減小上腔室904的體積。當活塞908向下移動時，膜1602趨向於展開並增加上腔室904的體積。可以排出膜1602和密封件910之間的空間。
[0100]圖17示出了圖9所示的容器的另一變型。省略密封件，並將柔性波紋管1702提供為，使上腔室904與下腔室906隔開。柔性波紋管1702可由薄金屬製成，並且表現出彈簧狀的行為，隨著活塞908的運動而膨脹和收縮。
[0101]圖18示出了根據另一實施方式的容器1800和連接管道1802的一部分的特寫視圖。
[0102]容器1800包括兩個半部1804，例如，通過螺栓法蘭1806，將其固定在一起。法蘭1806還夾在柔性膜1808之間，柔性膜1808將容器1800的內部分成兩個腔室1810和1812。在所示容器方向上，腔室1810和1812是並排的。容器半部(vessel halves) 1804可具有相同的形狀和尺寸，並可製造成相同的。容器半部1804可由熱絕緣材料製成，例如塑料(例如聚丙烯)。對容器半部1804使用熱絕緣材料，可減小容器內容物和環境之間的熱傳遞。
[0103]柔性膜1808可由以下材料製成，例如，聚乙烯或聚丙烯薄膜，矽橡膠，塗有聚合物或浸潰的織物，或其他材料，例如，這裡其他地方描述的那些。柔性膜1808是可變形的，但是，不需要是彈性的或彈回的(resilient)。然而，在其他實施方式中，該膜可以是彈性的或彈回的。可將柔性膜1808的材料選擇為是熱絕緣的，其可幫助防止腔室1810和1812的內容物之間的熱傳遞。
[0104]用連接器1814將管道1802與容器半部1804中的一個連接，並且，管道1802與腔室1812連通。在此實施方式中，管道1802由管道(tubing)或軟管(hose)製成，並可將其機械地(例如，使用軟管夾)或化學地(例如，使用粘合劑或接合劑)固定至連接器1814。可通過螺紋連接或其他技術，將連接器1814固定在容器半部1804的壁部的埠中。可通過螺紋塞1816等，塞住另一容器半部1804中的相同埠。
[0105]限定腔室1810的容器半部1804具有一個或多個從其伸出的線圈1818。線圈1818具有兩個端部1820和1822，每個端部與容器半部1804的壁部中的埠連接。線圈1818的內部與腔室1810連通。線圈1818可由導熱材料製成，例如，銅，其他金屬，或另一種允許線圈1818內的揮發性流體和外部加熱或冷卻源之間的快速熱傳遞的材料。線圈1818可具有一個或多個繞組，其可以是圓形的(如所示出的)，或者，可遵循另一路徑(例如，Z字形的)。線圈1818的橫截面形狀可以是圓形的，矩形的，或其他形狀。可通過塞子1824等，塞住具有所連接的管道1802的容器半部1804中的線圈埠。
[0106]將揮發性流體設置在腔室1810內，但是，不需要填充腔室1810。將物質(例如水)設置在腔室1812內。參考圖2a至圖2b，當容器1800在熱源116附近移動時，(由於重力和/或來自之前的冷卻的冷凝)已經收集在線圈1818中的揮發性流體至少部分地蒸發。揮發性流體的蒸發趨向於增加腔室1810中的壓力，這會導致膜1808變形(在圖18中示出為虛線)，並將腔室1812中的物質推出管道1802，使其進入連接容器1800的腔室1812中。可理解，同時可冷卻連接容器1800的線圈1818，從而產生部分真空效果，其進一步趨向於將物質推入連接容器1800的腔室1812中。
[0107]圖19示出了使用容器1800的發動機1900的示意圖。將8個容器1800固定至框架1902，並通過管道1802互相連接。將容器1800圍繞中心軸1904布置在框架1902上，將中心軸1904附接至框架1902。框架1902可以是如所示出的圓盤，或者，可具有其他結構，例如，由結構件或剛性管道製成的框架。用支撐部1906旋轉地支撐軸1904，可將支撐部1906固定至底座。因此，軸1904、框架1902、容器1800和管道1802可作為一個單元圍繞軸1904的中心旋轉,如箭頭R所示。
[0108]將每個容器1800經由一個管道1802與相對的容器1800連接。在此實施方式中，使8個容器1800圍繞軸以45度均勻地隔開。將容器1800在允許伸出的線圈1818遇到熱源116的位置，徑向地定位在框架1902上。在此實例中，熱源116是熱水，線圈1818浸入熱水中。
[0109]發動機1900的旋轉遵循與這裡其他地方描述的相同的原理。另外，由於容器腔室1810和1812是並排的，所以物質進入最頂部的容器1800，到達發動機1900的中心1910的一側(例如，1908處的左側)。並且，因為腔室1810和線圈1818中的揮發性流體的重量相對較小，所以，(在1908 )到達偏心的物質會產生額外的重力矩，其進一步趨向於使發動機1900在方向R上旋轉。
[0110]圖20示出了根據另一實施方式的使用容器1800的發動機2000的示意圖。和圖19的實施方式中一樣，管道1802與相對的容器1800連接；然而，為了清楚起見，尚未描述管道1802的整個長度。
[0111]在此實施方式中，使線圈1818進入中心管道2002，將其固定至框架1902並通過框架 1902。
[0112]管道2002包含熱源116，在此實例中，熱源116是流過管道的長度(進入頁面的方向)的熱水。預先確定熱水在管道2002中的液面，以允許將一個或多個線圈1818浸沒在熱水中，同時，允許其他線圈1818在熱水外冷卻。在線圈1818的導線貫穿管道2002的壁部的地方，用密封劑或機械固定裝置製造成防水的。
[0113]軸1904貫穿管道2002，並由支撐部1906旋轉地支撐於每端。因此，框架1902、軸1904、容器1800、管道1802和管道2002的整個組件作為一個單元在方向R上旋轉。熱源116 (是液體)由於重力而接近其自然液面，不管管道2002如何旋轉。發動機2000的其他操作原理與這裡其他地方描述的那些相似。
[0114]除了這裡其他地方描述的那些傳感器以外，可包括其他傳感器並將其與控制器接合，以進一步監測和/或控制發動機。這種其他傳感器包括，測量散熱器的狀態的傳感器(例如，環境溫度傳感器)，用於確定膜的位置的位置傳感器，用於觀察物質和/或揮發性材料的容器上的觀察鏡，以及為了安全而測量各種發動機部件的振動和/或應力的加速計或應變儀。
[0115]圖21是理想熱力循環的P-V圖，以幫助理解本公開的實施方式。水平軸線是體積，而垂直軸線是壓力。
[0116]在該循環的第4部分，用熱源加熱容器的揮發性流體(熱量進入)。在第I部分，揮發性流體膨脹，並將物質克服重力驅動至較高的容器中(做功)。在第2部分，冷卻揮發性流體(熱量離開)。並且，在第3部分，揮發性流體冷凝，並幫助將物質向上拉動(做功)。與在第3部分需要功輸入的其他循環(例如，蘭金循環或斯特林循環)不同，圖21所示的循環由於冷卻過程中在容器中產生的相對真空，而可在第3部分產生功。該相對真空，或「負壓縮」，與膨脹等價，因此，可與淨功輸出抵消。
[0117]圖22示出了發動機2200的示意圖。將8個容器2202固定至框架2204，並通過管道2206互相連接。將容器2202圍繞中心軸2208布置在框架2204上，將中心軸2208與框架2204連接。框架2204可以是如所示出的圓盤，或者，可具有其他結構，例如，由結構件或剛性管道製成的框架。用支撐部2210旋轉地支撐軸2208，可將支撐部2210固定至底座2212或底座結構。將每個容器2202經由一個管道2206與相對的容器2202連接。在此實施方式中，使8個容器2202圍繞軸以45度均勻地隔開，並且，在其他實施方式中可使用更多或更少的容器。如這裡其他地方描述的，容器2202之間經由管道2206的質量傳遞會產生不平衡的重力矩。因此，框架2204，容器2202和管道2206可作為一個單元圍繞軸2208的中心旋轉,如箭頭R所示。
[0118]發動機2200的操作遵循與這裡其他地方描述的相似的原理，僅詳細地討論與其
的差異。
[0119]將低壓管線2214與容器2202連接。可將低壓管線2214固定至框架2204，並且，隨著組件旋轉。可用旋轉連接器(旋轉歧管)2213使低壓管線2214與低壓饋線2216耦合，低壓饋線2216與低壓源2218連接。低壓源2218可以是熱交換器，例如冷凝器，在其中，使揮發性流體冷凝，以在管線2214上產生低壓(部分真空)。可用閥2220來單獨控制對容器2202施加低壓。
[0120]將高壓管線2222與容器2202連接。可將高壓管線2222固定至框架2204，並且，隨著組件旋轉。可用旋轉連接器(旋轉歧管)2213使高壓管線2222與高壓饋線2224耦合，高壓饋線2224與高壓源2226連接。高壓源2226可以是熱交換器，例如鍋爐，在其中，使揮發性流體沸騰或蒸發，以在管線2222上產生高壓。高壓管線2222中的壓力應比低壓管線2214中的壓力高。可用閥2228來單獨控制對容器2202施加高壓。[0121]可在相應容器2202的全部角位置(和/或速度)的基礎上，確定每個閥2220,2228的啟動時間和持續時間。可定時啟動閥，以防止物質過早轉移，這意味著，例如，防止物質在減小發動機2200的總重力矩的位置轉移至容器2202中。可使共享管道2206的相對容器2202的閥2220,2228的啟動同步。圖1至圖6的實施方式會涉及其他控制閥的技術。
[0122]可用回流管線2230來使冷凝的揮發性流體從低壓源2218 (例如冷凝器)回到高壓源2226 (例如鍋爐)。可在回流管線2230上設置單向閥，以防止回流。回流管線2230可使用重力在其中移動流體。回流管線2230可包括在其中移動流體的泵。
[0123]低壓源2218和高壓源2226可以是分開的設備，因此，可位於不同的位置。例如，低壓源2218可以是冷的且有風的位置處的冷凝器，而高壓源2226可以是由來自發電站或數據中心的廢熱加熱的水所供應的鍋爐。
[0124]低壓源2218和高壓源2226可以是相同設備的一部分，因此,位於相同的位置。例如，低壓源2218和高壓源2226可以是壓縮機，例如，用熱量差來產生氣壓的壓縮機。低壓源2218可以是壓縮機的供應端，高壓源2226可以是壓縮機的輸出端。因此，可在低壓和高壓下將空氣或其他流體供應至容器2202。可通過揮發性流體的沸騰或蒸發來對壓縮機提供動力。
[0125]圖23示出了容器2202的橫截面圖。容器2202具有與容器1800相似的結構，將詳細地討論差異。
[0126]柔性膜2302(例如，參見膜1808)將容器2202的內部分成兩個腔室2304和2306。腔室2306用於經由管道2206在容器2202和連接容器之間轉移的物質。腔室2304用於施加壓力，其推動和拉動膜2302，以使物質離開和進入腔室2306。經由高壓管線2222對腔室2304提供高壓，如用閥2228控制的。當打開閥2228時，引入至腔室2304的高壓推動膜2302，膜2302將物質推出腔室2306並推入連接容器。經由低壓管線2214對腔室2304提供低壓，如用閥2220控制的。當打開閥2220時，引入至腔室2304的低壓拉動膜2302，膜2302將物質吸入腔室2306並使其離開連接容器。閥2220，2228的啟動會導致揮發性流體(或其他流體)從高壓管線2222轉移至低壓管線2214，並且，圖22的回流管線2230適應這種轉移。
[0127]圖24示出了容器2400的橫截面圖。容器2400具有與容器1800相似的結構，將詳細地討論差異。
[0128]將容器2400與管道2402連接，以允許物質轉移至另一容器，如這裡其他地方描述的。使線圈1818內的揮發性流體蒸發並冷凝，以改變腔室1810內的壓力，並導致膜1808將物質轉移至腔室1812和從腔室1812轉移，如之前討論的。
[0129]容器2400包括封閉腔室2406內的線圈1818的外殼2404。將高溫管線2408與外殼2404連接。可通過輸入閥2410和輸出閥2412來控制流過高溫管線2408的高溫流體。可從源供應高溫流體，例如，來自工業處理的包含廢熱的流體。高溫管線2408在結構和布置上可與圖22的管線2222相似。注意:相對於下面將描述的低溫，在相對的意義上使用術
語「高」。
[0130]將低溫管線2414與外殼2404連接。可通過輸入閥2416和輸出閥2418來控制流過低溫管線2414的低溫流體。可從源供應低溫流體，例如，用冷的周圍空氣將低溫流體保持在接近室溫的溫度的熱交換器。低溫管線2414在結構和布置上可與圖22的管線2214相似。
[0131]可將外殼2404的尺寸構造為儘可能小，以減小損耗。在另一實施方式中，外殼可以是包圍線圈1818並遵循與線圈1818相同的路徑的管道的形式，實際上產生雙壁線圈。外殼2404可由絕緣材料製成，以減小損耗。
[0132]這裡描述的任何發動機都可使用容器2400，例如，圖22的發動機2200。可經由一個或多個旋轉歧管(旋轉連接器)供應低溫管線2414和高溫管線2408。可控制閥2410、2412、2416、2418，以打開和關閉，從而在適當的時間使線圈1818中的揮發性流體蒸發/沸騰和冷凝，以驅動這種發動機。
[0133]圖25不出了根據另一實施方式的發動機2500的不意圖。可將圖25所不的原理應用於這裡描述的任何發動機。
[0134]如在本公開中討論的，將多個容器2502和管道2504連接並布置。然而，與如用圓圈2506示出的遵循正常的操作路徑相反，將容器2502製造為遵循不同的路徑，如用曲線段2508示出的。包含更多物質的容器2502 (標為和「C」的容器)可相對於旋轉中心2510延伸(即，將其製造為遠離旋轉中心2510)，而將包含更少物質的容器2502 (標為「D」、「p^p「F」的容器)製造為更靠近旋轉中心2510。因此，導致發動機2500在方向R上旋轉的不平衡力矩比當容器2502均遵循正常的操作路徑2506時的大。因此，可增加發動機2500的功率輸出。
[0135]圖26示出了如何實現此效果的一個實例。通過滑動接口 2512，將每個容器2502與相應的管道端連接。例如，滑動接口 2512可由管道的伸縮裝配部分製成。可在滑動接口2512設置密封件，例如O形環，以減小洩露。當將物質轉移至特殊容器2502中時，物質的壓力或殘餘動量會導致滑動接口 2512延伸，從而使容器2502進一步遠離旋轉中心2510。
[0136]圖27示出了根據另一實施方式的容器2700。容器2700與容器1800相似，將詳細地描述差異。將閥2702設置在 線圈1818上，以控制腔室1818中的壓力。這會產生物質從腔室181運動和到腔室1812的運動的更好的定時。可以與這裡討論的其他閥的控制相同的方式來實現閥2702的控制。
[0137]圖28示出了根據一個實施方式的交通工具2800的示意圖。交通工具2800包括發動機，例如，參考圖22、23、24或27描述的一個發動機，以及本體2804。將發動機的旋轉組件用作交通工具2800的輪子2802，發動機的軸用作交通工具2800的軸。可使用任意數量的這種輪子2802，以及額外的非動力輪。由於圖22、23、24或27的發動機可具有其自己的相對於旋轉組件位於任何位置的熱源，所以，可將包括太陽能電池板的熱源固定至本體2804。該交通工具可以是拖拉機，農用車輛，等等。當使輪子具有浮力時，該交通工具可以是槳輪船。
[0138]在任何這裡描述的實施方式中，用來沸騰/蒸發流體的部件可具有一定的表面粗糙度，以改進沸騰/蒸發。可使該部件振動，以也改進沸騰/蒸發。例如，可通過將壓電振動器固定至容器的外部，來實現這種振動。可將表面活性劑(例如清潔劑)引入至流體，以也改進沸騰/蒸發。
[0139]因此，在一個方面中，提供了一種發動機，其包括:與軸接合併布置於其周圍的多個容器；將該多個容器連接在一起以在容器之間傳送物質的多個管道；該多個容器中的每個經由至少一個管道與該多個容器中的至少另一個連通，該多個容器中的較低的容器和該多個容器中的較高的容器之間的壓力差導致物質從較低的容器移動至較高的容器中，以產生促使該多個容器和連接的管道在第一方向上旋轉的重力矩；以及被構造為控制壓力差的閥。
[0140]在一個實施方式中，該壓力差至少部分地是由於揮發性材料在較低的容器處膨脹引起的。
[0141]在另一實施方式中，該壓力差至少部分地是由於揮發性材料在較高的容器處冷凝引起的。
[0142]在另一實施方式中，發動機進一步包括與較低的容器連接的線圈，線圈內的揮發性材料在加熱的流體的影響下膨脹。
[0143]在另一實施方式中，線圈由導熱材料製成。
[0144]在另一實施方式中，用閥將加熱的流體可控地提供給線圈。
[0145]在另一實施方式中，發動機進一步包括封閉線圈的外殼，該閥控制流入外殼的加熱流體。
[0146]在另一實施方式中，外殼由熱絕緣材料製成。
[0147]在另一實施方式中，發動機進一步包括被構造為控制壓力差的第二閥，其中，用第二閥將冷卻的流體可控地提供給線圈。
[0148]在另一實施方式中，壓力差至少部分地是由於揮發性材料在較低的容器處膨脹和揮發性材料在較高的容器處冷凝所引起的，較低的容器和較高的容器都具有線圈，該閥控制較低的容器的線圈內的揮發性材料在加熱流體的影響下的膨脹，並且，較高的容器處的第二閥控制較高的容器處的揮發性材料在冷卻流體的影響下的冷凝。
[0149]在另一實施方式中，將閥定位在線圈上，以控制線圈內的揮發性材料的膨脹。
[0150]在另一實施方式中，發動機進一步包括定位在線圈上以控制線圈內的揮發性材料的膨脹的第二閥。
[0151]在另一實施方式中，壓力差至少部分地是由於揮發性材料在較低的容器處膨脹和揮發性材料在較高的容器處冷凝所引起的，較低的容器和較高的容器都具有線圈，定位在較低的容器的線圈上的閥控制較低的容器的線圈內的揮發性材料在加熱流體的影響下的膨脹，並且，定位在較高的容器的線圈上的第二閥控制較高的容器處的揮發性材料在冷卻流體的影響下的冷凝。
[0152]在另一實施方式中，將閥定位在較低的容器處，以控制將高壓流體傳遞至較低的容器。
[0153]在另一實施方式中，發動機進一步包括第二閥，將其定位在較高的容器處，以控制將低於高壓的壓力的流體傳遞至較高的容器。
[0154]在另一實施方式中，發動機在每個容器進一步包括分離器，將每個分離器定位為，使物質與壓力源分離。
[0155]在另一實施方式中，每個分離器包括膜。
[0156]在另一實施方式中，每個分離器包括活塞。
[0157]在另一實施方式中，每個分離器包括波紋管。
[0158]在另一實施方式中，發動機進一步包括多個被構造為控制相通容器之間的壓力差的閥。[0159]在另一實施方式中，發動機進一步包括將閥與高溫源和低溫源連接的旋轉歧管。
[0160]在另一實施方式中，發動機進一步包括將閥與高壓源和低壓源連接的旋轉歧管。
[0161]在另一實施方式中，發動機進一步包括多個線圈，每個線圈與一個容器連接，每個線圈內的揮發性材料響應於由至少一個閥對線圈可控地提供的加熱流體而膨脹，以產生壓力。
[0162]在另一實施方式中，發動機進一步包括多個外殼，每個外殼封閉至少一個線圈，至少一個閥控制流入每個外殼中的加熱流體。
[0163]在另一方面中，提供了一種在具有多個容器的旋轉發動機中使用的容器，該容器包括:分離器，將容器分成第一腔室和第二腔室，將第一腔室構造為經由管道與所附接的容器連通，將第二腔室構造為受到正壓和部分真空，以導致分離器將物質經由管道移入和移出第一腔室；以及閥，被定位為控制第二腔室中的正壓或部分真空。
[0164]在一個實施方式中，容器進一步包括與第二腔室連通的線圈。
[0165]在另一實施方式中，將閥定位在線圈上，以控制線圈中的揮發性材料的膨脹或冷凝。
[0166]在另一實施方式中，容器進一步包括封閉線圈的外殼。
[0167]在另一實施方式中，將閥定位為，控制流入或流出外殼的加熱或冷卻的流體。
[0168]在另一實施方式中，外殼由熱絕緣材料製成。
[0169]在另一實施方式中，容器進一步包括多個閥。
[0170]在另一實施方式中，分離器包括膜。
[0171]在另一實施方式中，分離器包括活塞。
[0172]在另一實施方式中，分離器包括波紋管。
[0173]在另一實施方式中，容器可相對於容器的旋轉中心延伸。
[0174]在另一方面中，提供了 一種用於控制發動機的旋轉的方法，該發動機具有多個布置在旋轉軸線周圍的容器，該方法包括:用閥來控制多對容器之間的壓力差，其中，定位在較低處的容器接收的壓力比定位在較高處的容器接收的壓力高；並且，響應於壓力差，將物質從定位在較低處的容器移動至定位在較高處的容器，該物質產生促使發動機旋轉的重力矩。
[0175]在一個實施方式中，將閥定位在容器處。
[0176]在另一實施方式中，該方法進一步包括，用旋轉歧管將閥與高壓源連接。
[0177]在另一實施方式中，該方法進一步包括，用旋轉歧管將閥與低壓源連接。
[0178]在另一實施方式中，該方法進一步包括，用閥導致加熱或冷卻的流體對揮發性材料產生熱影響，以在容器處膨脹或收縮，從而控制容器內的壓力。
[0179]在另一實施方式中，該方法進一步包括，在容器處的線圈中容納揮發性材料。
[0180]在另一實施方式中，該方法進一步包括，將線圈和加熱或冷卻的流體封閉在外殼內。
[0181]在另一方面中，提供了一種用發動機來驅動交通工具的方法，包括:用發動機的旋轉組件作為交通工具的輪子；並用發動機的軸作為交通工具的輪軸。
[0182]雖然以上描述提供了一個或多個方法和/或設備的實例，但是，將理解，其他方法和/或設備可包含在本描述的範圍內，如本領域的技術人員所理解的。
【權利要求】
1.一種發動機，包括: 多個容器，與軸接合併布置於其周圍； 多個管道，將所述多個容器連接在一起以在所述容器之間傳送物質； 所述多個容器中的每個經由至少一個所述管道與所述多個容器中的至少另一個連通，所述多個容器中的較低的容器與所述多個容器中的較高的容器之間的壓力差導致物質從所述較低的容器移動至所述較高的容器中，以產生促使所述多個容器和連接的管道在第一方向上旋轉的重力矩；以及 閥，被構造為控制所述壓力差。
2.根據權利要求1所述的發動機，其中，所述壓力差至少部分是由於在所述較低的容器處的揮發性材料的膨脹。
3.根據權利要求2所述的發動機，其中，所述壓力差至少部分是由於在所述較高的容器處的揮發性材料的冷凝。
4.根據權利要求2所述的發動機，進一步包括與所述較低的容器連接的線圈，所述線圈內的揮發性材料在加熱流體的影響下膨脹。
5.根據權利要求4所述的發動機，其中，所述線圈由導熱材料製成。
6.根據權利要求4所述的發動機，其中，通過所述閥將所述加熱流體可控地提供給所述線圈。
7.根據權利要求6所述的發動機，進一步包括封閉所述線圈的外殼，所述閥控制加熱流體流入所述外殼。
8.根據權利要求7所述的發動機，其中，所述外殼由熱絕緣材料製成。
9.根據權利要求6所述的發動機，進一步包括被構造為控制所述壓力差的第二閥，其中，通過所述第二閥將冷卻流體可控地提供給所述線圈。
10.根據權利要求1所述的發動機，其中，所述壓力差至少部分是由於在所述較低的容器處的揮發性材料的膨脹以及在所述較高的容器處的揮發性材料的冷凝，所述較低的容器和所述較高的容器中的每個都具有線圈，所述閥控制所述較低的容器的所述線圈內的揮發性材料在加熱流體的影響下的膨脹，並且，所述較高的容器處的第二閥控制在所述較高的容器處的揮發性材料在冷卻流體的影響下的冷凝。
11.根據權利要求4所述的發動機，其中，將所述閥定位在所述線圈上，以控制所述線圈內揮發性材料的膨脹。
12.根據權利要求11所述的發動機，進一步包括定位在所述線圈上以控制所述線圈內揮發性材料的膨脹的第二閥。
13.根據權利要求1所述的發動機，其中，所述壓力差至少部分是由於在所述較低的容器處的揮發性材料的膨脹以及在所述較高的容器處的揮發性材料的冷凝，所述較低的容器和所述較高的容器中的每個都具有線圈，將所述閥定位在所述較低的容器的線圈上以控制所述較低的容器的所述線圈內的揮發性材料在加熱流體的影響下的膨脹，並且，將第二閥定位在所述較高的容器的所述線圈上以控制在所述較高的容器處的揮發性材料在冷卻流體的影響下的冷凝。
14.根據權利要求1所述的發動機，其中，將所述閥定位在所述較低的容器處，以控制將高壓流體傳遞至所述較低的容器。
15.根據權利要求14所述的發動機，進一步包括第二閥，將其定位在所述較高的容器處，以控制將低於所述高壓的壓力的流體傳遞至所述較高的容器。
16.根據權利要求1所述的發動機，進一步包括在每個容器處的分離器，將每個分離器定位為使物質與壓力源分離。
17.根據權利要求16所述的發動機，其中，每個分離器包括膜。
18.根據權利要求16所述的發動機，其中，每個分離器包括活塞。
19.根據權利要求16所述的發動機，其中，每個分離器包括波紋管。
20.根據權利要求1所述的發動機，包括被構造為控制相通容器之間的所述壓力差的多個閥。
21.根據權利要求20所述的發動機，進一步包括將所述閥與高溫源和低溫源連接的旋轉歧管。
22.根據權利要求20所述的發動機，進一步包括將所述閥與高壓源和低壓源連接的旋轉歧管。
23.根據權利要求20所述的發動機，進一步包括多個線圈，每個線圈與所述容器中的一個連接，每個線圈內的揮發性材料響應於由所述閥中的至少一個向所述線圈可控地提供的加熱流體而膨脹，以產生壓力。
24.根據權利要求23所述的發動機，進一步包括多個外殼，每個外殼封閉所述線圈中的至少一個，所述閥中的至少一個控制加熱流體流入每個外殼中。
25.一種在具有多個容器的旋轉發動機中使用的容器，所述容器包括: 分離器，將所述容器分成第一腔室和第二腔室，將所述第一腔室構造為經由管道與所附接的容器連通，將所述第二腔室構造為受到正壓和部分真空以導致所述分離器使物質經由所述管道移入和移出所述第一腔室；以及 閥，被定位為控制所述第二腔室中的所述正壓或部分真空。
26.根據權利要求25所述的容器，進一步包括與所述第二腔室連通的線圈。
27.根據權利要求26所述的容器，其中，將所述閥定位在所述線圈上，以控制所述線圈中的揮發性材料的膨脹或冷凝。
28.根據權利要求26所述的容器，進一步包括封閉所述線圈的外殼。
29.根據權利要求28所述的容器，其中，將所述閥定位為，控制加熱或冷卻的流體流入或流出所述外殼。
30.根據權利要求28所述的容器，其中，所述外殼由熱絕緣材料製成。
31.根據權利要求25所述的容器，包括多個所述閥。
32.根據權利要求25所 述的容器，其中，所述分離器包括膜。
33.根據權利要求25所述的容器，其中，所述分離器包括活塞。
34.根據權利要求25所述的容器，其中，所述分離器包括波紋管。
35.根據權利要求25所述的容器，其中，所述容器相對於所述容器的旋轉中心是可延伸的。
36.一種用於控制發動機的旋轉的方法，所述發動機具有布置在旋轉軸線周圍的多個容器，所述方法包括: 用閥來控制多對容器之間的壓力差，其中，定位在較低處的容器接收的壓力比定位在較高處的容器接收的壓力高；並且 響應於所述壓力差，將物質從定位在較低處的容器移動至定位在較高處的容器，所述物質產生促使所述發動機旋轉的重力矩。
37.根據權利要求36所述的方法，其中，將所述閥定位在所述容器處。
38.根據權利要求36所述的方法，進一步包括，用旋轉歧管將所述閥與高壓源連接。
39.根據權利要求36所述的方法，進一步包括，用旋轉歧管將所述閥與低壓源連接。
40.根據權利要求36所述的方法，進一步包括，使用所述閥以導致加熱或冷卻的流體對揮發性材料產生熱影響，以在所述容器處膨脹或收縮，從而控制所述容器內的壓力。
41.根據權利要求40所述的方法，進一步包括，在所述容器處的線圈中容納揮發性材料。
42.根據權利要求41所述的方法，進一步包括，將所述線圈和所述加熱或冷卻的流體封閉在外殼內。
43.一種使用根據權利要求1至24中任一項所述的發動機來驅動交通工具的方法，包括: 使用所述發動機的旋轉組 件作為所述交通工具的輪子；以及 使用所述發動機的所述軸作 為所述交通工具的輪軸。
【文檔編號】F03G6/00GK103717891SQ201280034981
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年5月14日 優先權日:2011年5月14日
【發明者】哈羅德·埃默森·戈德溫 申請人:戴沃格能源公司