蒸氣驅動發動機的製作方法

2023-10-26 05:17:12

專利名稱：蒸氣驅動發動機的製作方法
1.發明的領域本發明涉及蒸氣驅動活塞型發動機，特別涉及這樣的蒸氣驅動活塞型發動機，該發動機具有第一流體，該流體從一個熱源接收熱量使該流體蒸發並驅動該活塞發動機，該蒸氣驅動活塞型發動機包括第二封閉流體管路，該管路與第一流體管路形成熱交換關係，從而增加發動機的效率。在再一個實施例中，許多高效率的蒸氣驅動活塞型發動機彼此連接在不同的封閉迴路中，由此，在第二或接著的蒸氣驅動活塞型發動機中的第一封閉迴路中的流體受到第一蒸氣活塞型發動機或流過該發動機的流體的加熱。
2.相關技術的說明常規的蒸氣驅動活塞裝置包括可蒸發的流體、蒸發該流體的蒸發器、蒸氣活塞機和封閉迴路，蒸發器和蒸氣活塞機配置在迴路中，用於傳輸流體。這種類型的常規蒸氣驅動裝置可以是用水作流體的蒸氣動力裝置。蒸發器是蒸氣發生器，而蒸氣機是具有活塞的蒸氣發動機或驅動電流發生器的蒸氣渦輪機。
但是在大氣壓下水在100℃蒸發。為了獲得較高的效率，需要在更高溫度下的過熱蒸氣或超熱蒸氣。這意味著為了在蒸氣發生器中進行蒸發，需要大量的高質量燃料。這還意味著該裝置僅用溫度相當低的熱量不能工作，即使這種熱量可以被大量地應用。因此所提供的能量是相當昂貴的。
授予D.R.Sawle的美國專利No.3218802中，二元熱電裝置包括硫循環系統，該系統由加熱和蒸發硫的熱原10、將蒸氣中的熱量轉換為動能的第一級硫的熱發動機12和熱交換器14構成，該熱交換器接收部分冷卻的硫並除去剩下的熱量。熱交換器14加熱導管37、41和43的流體，從而將蒸氣傳送到第二級熱發動機16。類似的系統已應用於使用環氧乙烷反應器的石油化學裝置。該反應器由高溫低壓流體(聯二苯)冷卻。該流體被送到熱交換器產生超熱蒸汽。該蒸汽用在蒸汽渦輪機中以壓縮乙烯氣體。該系統因為使用硫化物而具有很難克服的問題，因為鋼是滲透氫的，所以必須排除硫、磷以至鈉，上述材料中的氫將引起嚴重的問題。這是一種高溫裝置，飽和硫蒸氣溫度在1260°F。
在授予Doerner等的美國專利No.4070862中，發電廠用的渦輪機具有兩種不同的流體，例如水和H2。一個問題是從一個渦輪機座到另一個渦輪機座的滲漏。該發明選擇兩種液體，其中第二液體的沸點比第一液體低，並使蒸氣凝聚液(連接)返回到鍋爐。與其溫度相比，這兩種液體壓力低，在800°F時為34磅/英寸2，在450℃時為51磅/英寸2。雖然在該專利中沒有效率數據，但是採用高溫和低壓必定對渦輪機總的效率產生有害的影響。
在授予Krieger等的美國專利No.4 700543中，提出許多獨立的封閉的蘭金循環動力裝置，每個裝置具有蒸發器，通過將一種介質或低溫源流叢順序加在動力裝置的用於產生熱量消耗源流體的蒸發器上而進行操作。熱量消耗源流體平行加在所有預熱器上。該動力裝置是渦輪機。
因此在這種技術中，急需一種效率高而且在相當低的溫度下工作的蒸氣驅動活塞型發動機。
發明概要本發明的目的在於克服這些缺點並提供一種高效率的蒸氣驅動活塞型裝置，該裝置的操作成本相當低，按照特殊的實施例，該裝置可以實際應用溫度相當低的溫度源，因此可以使用廉價的燃料。
利用本發明達到了上述結果，因為在發動機中所用的流體是常壓蒸發溫度低於50℃的流體，而且即使在低溫下也具有這種蒸發特性，所以可以得到高壓蒸氣。適合的流體是特別用於冷卻裝置的那些流體，例如氟代烴或其它的等效物。因此最適合的流體是1，1-二氯2，2，2-三氟乙烯。
根據本發明特別的實施例，蒸發器是一個熱交換器，該蒸發器以上述流體作第二流體，以另外的流體作初級流體。熱交換器實際上構成爆燃式發動機例如汽車發動機的散熱器，它的冷卻劑構成初級流體。或者，熱交換器可以是一種在灼燒氣體和流體之間進行熱交換的裝置，或者可以是一個充以初級流體並由一個熱源加熱的鍋爐。熱源可以是燃燒器、電阻爐、太陽能等。
在本發明的另一個實施例中，蒸發器本身包含熱源。熱源可以是燃燒器、太陽能裝置的反射鏡或電阻爐。它也可以是一個爆燃式發動機，例如汽車發動機，其中用流體作汽車發動機的冷卻劑。如果由汽車發動機提供熱量，則蒸氣機可以連接在發動機的動力輸出軸上，或可以與爆燃式發動機形成一個完全一樣的發動機機組、蒸氣機和爆燃式發動機均連接在同一動力輸出軸上。
按照本發明的另一實施例，蒸氣驅動設備包括一個以上的蒸氣機，它們以串聯方式一前一後配置。在這種情況下，若干蒸氣機可以彼此連接在封閉迴路中，因此第二或後一個蒸氣機流體迴路中的流體由第一個或前一個蒸氣機加熱或由通過該蒸氣機的流體加熱。另外，在這種情況下，後一迴路中的流體可以是不同的，例如每一種流體具有不同的溫度蒸數。
因此本發明的一個目的是提供一種蒸氣驅動發動機，該發動機中的初級流體由爆燃式發動機例如汽車發動機的廢熱加熱，該爆燃式發動機具有循環冷卻該爆燃式發動機的流體。
本發明的另一個目的是提供裝在一個共同機殼內的爆燃式發動機和蒸氣驅動發動機，二者的活塞均連接到共同的輸出驅動軸上，爆燃式發動機由加熱到第一溫度的第一流體冷卻，而蒸氣驅動發動機由第二流體驅動，該第二流體的蒸發溫度比爆燃式發動機冷卻流體的第一溫度低，並與爆燃式發動機的流體連接成熱量傳遞關係，從而被蒸發和驅動蒸氣機。
本發明的再一個目的是提供裝在同一個機殼中的蒸氣機和爆燃式發動機，其中蒸氣機具有第一流體，該第一流體冷卻爆燃式發動機，由此發動機蒸發該流體，以驅動蒸氣機。
本發明的再一個目的是以串聯的方式安裝許多不同的蒸氣機，其特徵在於，第一蒸氣機的輸入流體的溫度和特性可以驅動其活塞，其輸出流體的餘溫可以加熱第二發動機中的第二流體，從而使其蒸發並驅動第二蒸氣活塞機，第二蒸氣機輸出的流體的餘溫又將其熱量傳遞到第三蒸氣活塞機的第三流體上，從而使第三流體蒸發並驅動第三活塞機，然後將第三發動機輸出的流體返回加熱器，使流體蒸發，再開始整個循環。
本發明的再一個目的是串聯不同的蒸氣機，使它們安裝在單獨的封閉的流體迴路上，因而在每個蒸氣機中流過不同的流體，這些流體從前級蒸氣機的餘熱獲得其輸入熱。
本發明的一個重要目的是利用一種蒸氣驅動活塞型發動機，該發動機具有驅動活塞的第一流體和在發動機內的封閉迴路中循環的第二流體，第二流體與第一流體構成熱傳遞關係，由此增加蒸氣驅動活塞型發動機的效率。
因此，本發明涉及一種蒸氣驅動發動機，該發動機包括可蒸發的流體、蒸發上述流體的蒸發器和在一個封閉的流體迴路中的活塞機，在該流體迴路中，該流體被蒸發、進入活塞機作功、冷凝，而後返回蒸發器，其改進包括蒸氣驅動活塞型發動機具有蒸氣入口和流體出口，熱交換器具有入口和通向蒸氣機的出口，熱交換器從發動機流體出口獲得低溫流體並產生通向發動機蒸氣入口的蒸發的流體，驅動活塞發動機，爆燃式發動機由一個循環流體冷卻，起著一個熱源的作用，在上述爆燃發動機上的散熱器用於冷卻循環流體，形成熱交換器，所以爆燃式發動機的循環流體是初級流體，蒸氣驅動發動機的低溫流體是次級流體，次級流體流過與其形成熱交換關係的散熱器並由初級流體的熱蒸發，從而驅動蒸氣活塞機，低溫第二流體的常壓蒸發溫度低於240℃(464°F)，其蒸發特性使得大於10巴的高壓蒸氣被用作蒸氣驅動活塞型發動機的蒸氣輸入。
本發明還涉及一個低溫蒸氣驅動發動機，該發動機包括n個蒸氣驅動活塞型發動機，其中n≥2，每個蒸氣驅動活塞型發動機具有蒸氣流體入口和流體出口，第一熱交換器連接到第一個蒸氣驅動活塞型發動機的蒸氣入口和出口，用於接收從第一個蒸氣驅動活塞型發動機的流體出口來的流體，可選擇地連接在第一熱交換器上的熱源用於在低於180℃(356°F)的溫度下蒸發其中流體，以便向第一個蒸氣驅動活塞型發動機提供動力，第二熱交換器接收從第一蒸氣驅動活塞型發動機輸出的溫度低於120℃(248°F)流體，第二蒸氣驅動活塞型發動機的蒸氣流體連接在第二熱交換器上，以便在低於120℃(248°F)的溫度下被蒸發，驅動第二蒸氣驅動活塞型發動機，每個接續的蒸氣驅動活塞型發動機在該發動機和前一個蒸氣驅動活塞型發動機之間具有一個熱交換器，並在其中具有蒸氣流體，該流體在低於前一個蒸氣驅動活塞型發動機輸出流體溫度的溫度下蒸發並驅動接續的蒸氣驅動活塞型發動機。
附圖的簡要說明結合下面的附圖的詳細說明可以更加明白本發明的這些和其它目的。


圖1是本發明蒸氣驅動裝置的方塊圖；圖2是本發明另一個實施例的類似於圖1的方塊圖，其中熱源是一個爆燃式的發動機，該發動機與蒸氣機裝在同一機殼中；圖3是本發明又一個實施例的類似於圖1和2的方塊圖，其中，蒸發和驅動蒸氣驅動活塞型發動機的流體是爆燃式發動機的冷卻流體，該爆燃式發動機與蒸氣驅動活塞型發動機裝在一個共同的機殼內；圖4是本發明另一個實施例的方塊圖，在該實施例中，對許多串聯的蒸氣型發動機提供熱源的流體流過所有串聯的發動機，該流體以足以蒸發其中流體的一個溫度進入每個發動機，在一個可以蒸發第二發動機中第二流體的溫度下流出第一發動機，在一個足以蒸發第三蒸氣型發動機中第三流體的更低的溫度下流出第二發動機，然後返回到加熱器，使該流體再蒸發和循環；圖5是本發明再一個實施例的方塊圖，該實施例中，每個蒸發器有其自己的封閉流體迴路，一個發動機的輸出流體的溫度足可以蒸發下一個發動機中的流體，所有發動機均連接到一個公共軸上以提供輸出；圖6是一個Baudino蒸氣驅動活塞型發動機的示意圖，該發動機具有兩個封閉的流體迴路並提供很高的效率；圖7A和7B是一個說明性的圖示方塊圖，該圖中除示出均連接在公共輸出軸上的每個蒸氣發動機和Baudino發動機的細節而外，使用了類似於圖5所示的蒸氣驅動活塞型發動機；圖8、9、10和11分別與圖7有關，用於解釋圖7的壓力和溫度控制。
附圖的詳細說明圖1所示的新型蒸氣驅動裝置包括可函數的流體1、蒸發該流體的蒸發器2、具有由該蒸氣驅動的活塞的蒸氣驅動機3和封閉的流體管路4，蒸發器2和蒸氣機3裝在該管路中，用於傳送流體1。在封閉的流體管路4中，在蒸發器2的上遊安裝泵5。蒸發器2事實上可以是一個常規爆燃式發動機6例如汽車發動機的散熱器，在此發動機中，在封閉管路7中的流體例如水流過熱交換器或散熱器2並由泵8泵回到爆燃式發動機6，以連續地冷卻該發動機。封閉迴路7中的流體當其從爆燃式發動機6流出到達蒸發器2時，其溫度約為240℃。在蒸氣驅動活塞型發動機3中的流體是這樣一種流體，即在低於240℃的溫度下蒸發，因而它將由爆燃式發動機6的封閉管路7中的流體的熱量蒸發。因此本發明的特徵在於，流體1不是水，而是一種容易蒸發的介質，其常壓蒸發溫度或沸點溫低於240℃，在如下面所述的情況下最好低於30℃，它的蒸發特性是使得即使在低溫下也能獲得高壓蒸氣。所謂「低溫」，應理解為該溫度低於240℃，例如分別低於240℃、180℃、120℃或60℃，而所謂「高壓」是指大於或等於10巴的壓力，例如在120℃時高於20巴，這裡1巴等於一個大氣壓。
滿足這些條件和適合於用在這種設備中的流體是用在冷卻裝置中的那些流體，例如氟烴化合物。適合的流體是例如以下系列的氟烴化合物三氯氟甲烷、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、1，1-二氯2，2，2-三氟乙烷、1，1-二氯-1-氟乙烯、1-氯-1，1-二氟乙烯、1，1，1，2-四氟乙烯和二氟甲烷。另外，替用品例如二氯三氟甲烷(如皇家化學工業公司ICI的KLEA F123)和四氟乙烯(如皇家化學工業公司ICI的KLEA 134a)也是令人感幸趣的。上述第一種物質的常壓沸點溫度為27℃，在36巴壓力下的臨界溫度為183℃，而上述最後一種物質的沸點在常壓時為-26℃，但在26.3巴壓力下在80℃蒸發，即使在39.7巴壓力時也在100℃蒸發。該物質在40.5巴的壓力下其臨界溫度為101℃。
蒸氣以類似於水蒸氣的方式輸送到蒸氣機並驅動活塞。在蒸氣機3中有壓力降。在此低壓下的流體變為液體，如前所述，然後由泵5再泵到蒸發器2。當蒸發器2中的溫度在給定氣壓下高於蒸氣機流體的蒸發溫度時，便可獲得超熱蒸氣，在蒸發器中最好產生稍微超熱的蒸氣，以避免在蒸氣機3中凝聚。由於特別選擇的流體，已在相當低的溫度下得到這種飽和的超熱蒸氣，因而大量現存的不能以有效方式利用的低溫熱原可以得到有效的利用。因此圖1的爆燃式發動機6的熱量可以得到充分利用，否則這些熱量將大量地耗散到大氣中。
如前所述，在圖1的蒸氣驅動裝置中，蒸發器2是爆燃式發動機6的熱交換器或散熱器，該散熱器可以是例如汽車或其它車輛的散熱器，該散熱器可以採用在封閉管路4中循環的蒸氣驅動發動機流體進行冷卻而不用空氣冷卻。由泵8使其流過發動機6的冷卻管路7的流體其溫度約為80℃，構成初級流體。由泵5使其流過封閉管路4的流體構成次級流體，它被加熱到基本上達到上述溫度並蒸發。在蒸發器2的下遊裝一個膨脹桶9，該桶中匯集蒸的次級流體和非蒸發的流體。在桶的下遊在管路4中裝有壓力調節閥10。在蒸發器2中獲得了高壓的飽和蒸氣或最好是超熱的蒸氣。如上所述，當四氟乙烯被用作封閉迴路4中的流體1時，在80℃的蒸發器2的輸出端可以獲得26巴的壓力。蒸氣機3的入口壓力可以作為例如爆燃式發動機6的汽缸壓力的函數，由壓力調節閥107設定。這樣，爆燃式發動機6和蒸氣驅動活塞型發動機3可以結合成同一個發動機組，甚至可以具有一個與某個被驅動單元20聯接的公共軸18，圖1中單元20用虛線表示。
如圖2所示，爆燃式發動機6和蒸氣驅動活塞型發動機3可以形成在一個公用的機殼17中。設備的操作類似於圖1，其中，在封閉管路7中的爆燃式發動機6的冷卻水流過蒸發器2，然後冷凝並通過泵8泵回爆燃式發動機6。在蒸發器2中放出的熱量被加在流體1上，因而該流體在管路4中蒸發並驅動蒸氣驅動活塞型發動機3。在蒸氣驅動機3輸出口的冷凝流體由泵5泵回蒸發器2，然後重複這一過程。另外，膨脹桶9可放置在管路中。
在圖3的實施例中，蒸發器2不是爆燃式發動機6的散熱器，而是發動機6本身，這意味著爆燃式發動機6裝在封閉的流體管路4中，而流體1構成爆燃式發動機6的冷卻劑。因此，當封閉管路4中的流體由泵5泵過爆燃式發動機6時，它便冷卻爆燃式發動6，並在這一過程中被蒸發，然後經過膨脹桶9到壓力閥10，進入蒸氣型發動機3，驅動軸18。爆燃式發動機6和蒸氣驅動活塞型發動機3二者可以連接在公共軸18上，以驅動該軸18。旁通供液迴路11以及泵12和冷卻器16連接在爆燃發動機6上，以便在出現故障時冷卻封閉管路4中的流體1。
圖4示出一種新型的蒸氣驅動發動機的再一實施例，在該實施例中，蒸發器2的熱量不由爆燃發動機提供，而是由一個熱源例如燃燒器13提供，該熱源利用蒸發器2中的流體14直接地或間接地加熱流體管路4中的工作流體，如圖4所示。在後一種情況下，蒸發器2與充滿流體14的鍋爐構成熱交換器，該流體14形成初級流體，管道或流體導管15穿過鍋爐，該導管15是流體管路4的一部分，作為次級流體的工作流體穿過該導管。在這種情況下，封閉管路4中的流體在例如180℃的溫度下進入第一蒸氣驅動活塞型發動機20，該流體驅動活塞機20並蒸發例如圖1和2所公開的在蒸氣驅動活塞型發動機20的第一封閉系統中的第一流體。在封閉的流體管路4中的流出蒸氣驅動活塞型發動機20的初級流體其溫度約為120℃，然後使該流體連接到與其形成熱傳遞關係的第二蒸氣驅動活塞型發動機22。第二流體流過第二蒸氣驅動活塞型發動機22中的封閉的流體管路，該第二流體在低於120℃的溫度下蒸發，並驅動第二蒸器活塞機22。在封閉的流體管路4中的初級流體在例如約60℃的溫度流出發動機22，並通向第三蒸氣驅動活塞型發動機24，與第三流體形成熱傳遞關係，該第三流體在封閉的內部流體管路中流動，它在低於60℃的溫度下蒸發，從而驅動蒸氣驅動活塞型發動機24。所有三個發動機20、22和24均連接在公共輸出軸18上。在封閉的流體管路4中的流體作為液體流出第三蒸氣驅動活塞型發動機24，該流體然後由泵5泵回到蒸發器2，在蒸發器2中，該液體又重新蒸發，該系統本身又重複操作。
圖5與圖4相似，但第一封閉的流體迴路4使蒸發的流體僅僅流向第一蒸氣驅動活型發動機20並在約120℃溫度時流出由虛線表示的熱交換器37。該流體基本上將其所有熱量都給予了第二發動機22中的第二流體。然後第一流體再作為液體流出熱交換器37，並由泵5泵回到蒸發器2，在那裡以重複自身的過程。
在第二蒸氣驅動活塞型發動機22中的第二流體從第一級接收絕大部分120℃溫度的熱量，該熱量足以蒸發第二流體並驅動第二發動機。但是在消耗該能量驅動第二發動機22以後，流向第二熱交換器36的流體溫度變為約60℃。該熱量又傳遞到在第三蒸氣驅動活塞型發動機24中的第三流體，這樣，第三流體蒸發並驅動第三發動機24。從蒸發器36輸出的第二流體冷凝為液體，並由泵28通過封閉的流體管路26泵回到蒸發器37，在那裡又重複自身的過程。同樣，在第三蒸氣驅動活塞型發動機24中的第三流體在約15℃溫度時作為流體通過流體管路30流出發動機，然後由泵32泵回到熱交換器36，在那裡，又重複自身的過程。三個蒸氣驅動活塞型發動機20、22和24被結合裝在單一的一個機殼100中並連接到同一驅動軸18上，以驅動某個裝置38，例如發電機。
當然應當理解，圖4和5中的熱源13可以是太陽能、灼熱氣體或其它任何類型的希望的能量。
三個單獨流體迴路中的流體適合於要求的溫度。作為第一流體，可以應用上述氟烴化合物F123，該流體在熱交換器中可以加熱到180℃。在第一蒸氣機20中，該流體驅動尖塞後冷卻到約120℃。在第二發動機20中的第二流體是上述的碳氫化合物F134a，它可以被加熱到120℃，由此蒸發並用於驅動第二蒸氣驅動活塞型發動機22。它在驅動第二蒸氣驅動活塞型發動機22的同時冷卻到約60℃。該熱量可以傳遞到第三蒸氣機24，該熱量傳遞到第三氟烴化合物或已知為R11的工作流體。該流體在或低於60℃的溫度下蒸發並驅動第三發動機24，並在溫度約15℃時流出第三發動機24。在圖4中，流出第三發動機24的流體又返回到蒸發器2，在那裡又被再加熱到180℃並重複循環。但是在圖5中，在第二和和第三發動機22和24中的每個分開的流體通過散熱器或熱交換器36和37被再加熱。
如果作為第一流體的流體是一種可以加熱到約240℃的而在驅動蒸氣驅動活塞型發動機之後冷卻到約180℃的流體，則這種蒸氣活塞機可以放在蒸發器2和圖4、5所示的第一蒸氣活塞發動機20之間，由此可以獲得具有回溫度水平的機組，該機組當然可以更有效地利用熱量。這樣的實施例可以簡單的方式增加爆燃發動機或其它熱源的輸出。
圖1～5所述蒸氣驅動活塞型發動機的高效發動機示意示於圖6。它作為Baudino發動機而公知，並在法國獲得專利，它的公開號為FR2588645-A1，國家登記編號為8515545(該專利於1985年10月14日在法國提出並於1987年4月17日公開)。Baudino發動機是一種厭氧外燃機，該外燃機採用聯合循環，可以合理地利用任一種熱源例如太陽能、煤、燃氣等來共生熱能(冷、熱)和電能或可以用於任何目的的機械能，熱源的熱首先轉換為熱驅動動力，然後再轉換為生產性能量。這種發動機安靜、清潔，並可以用任何燃料在一個封閉循環系統中操作，不用閥門或點燃系統。因此這種發動機可以利用現有發動機不能利用的當地的燃料來滿足新市場的最嚴格的要求，這些新市場要求同時利用一種以上形式的能量例如熱能和電能。
對於發展中國家這種發動機是一種很有吸引力的選擇方案，在這些國家，它可以同蒸氣渦輪機和燃料電池競爭；對於要佔領新市場的很多工業化國家，它也是一種可能的選擇。其部件的互換性使之種簡單的耐久的發動機可以構成一門應用技術，這種技術適合於滿足像分散發電和水面或水下推進等不同的技術要求。
在該系統中，使活塞運動的方法和常規發動機不同，不是利用空氣/燃料混合物的內部燃燒推動活塞，而是利用兩種活動流體即工作流體和復能流體執行的連續的順序作用推動活塞。這兩種流體在由兩相絕熱熱交換器分開的兩個不同溫度熱源之間的封閉系統中反向流動。該系統從外界或外部熱源接收熱量，產生可以以機械能、電能或熱能形式利用的動力，然後將其剩餘熱量排到其冷源。
該系統由兩個分開的單元組成，即將所用的能量轉換成熱能的能量轉換單元和將熱能轉換成機械能或電能的不透流體的冷凝液驅動動力單元。熱能轉換室適合於使用例如太陽能、燃油、廢物、燃氣等能源。因為活塞的運動與燃燒氣體的注入和排出無聯繫，所以可以連續地利用該能源，這顯著減少了由常規發動機排放到大氣中的大量有害氣體，例如氮的氧化物、一氧化碳等。冷凝室包括發動機組和被驅動系統，被驅動系統包括壓縮機、泵、交流發電機、不透流體的封閉的流體/蒸氣循環系統和熱復能管路。發動機組由許多相鄰接的汽缸例如三個汽缸組成，每個汽缸包括將機械動力傳送到驅動軸上的活塞。壓縮組件由許多徑向配置的汽缸例如三個汽缸組成，每個汽缸包括一個活塞，該活塞與絕熱熱交換器在熱力學上配合，並與復能熱線圈形成一體。這便保證了發動機-壓縮機組件和適於負載的恆定轉矩的操作之間的最佳配合。渦輪泵的工作是保證工作流體的恆定流速循環和其再結合。
現在參考圖6，在高壓蒸發器41中的流體，在其接收的熱的作用下蒸發，因而其壓力增加，然後以周知的方式用蒸發的流體周期性地驅動活塞42。外部熱源40可以向容器或高蒸發器41提供熱量。流出活塞42的蒸發的流體或氣體被排到軸向泵49和熱交換器39，在該交換器中，它將其封閉循環的一部分熱量輸送到流體管路44中的復能流體上。熱交換器39和46被整體成形為一個單元。流出活塞42的氣體沿一個方向流過一個交換器39，而沿另一個方向流過另一個交換器46。而後該氣體被排列冷源43，在該冷源中它冷凝，然後穿過渦輪泵51流到熱交換器46(與熱交換器39方向相反)，最後回到出發點，流入封閉容器41，進行新的循環。應當明白，熱交換器39和46是整體單元的部分，從活塞42流出的氣體沿第一方向流過熱交換單元，然後作為流體返回並沿相反方向流過同一熱交換單元。因此在高壓桶41中的流體在相同質量的條件下，在其蒸氣相時佔據的體積比液態相時大。這種體積的差別被轉換成可以由驅動軸48利用的動力，它的潛熱至少可以由熱復能流體迴路44部分利用。流出熱交換器39以後，在流體管路44中的熱復能流體連接到一系列壓縮機45上，由此溫度增加，然後再流到絕熱交換器46。
從發動機組汽缸42排出降壓的工作流體(降壓是不中斷的，但流體被降壓到平衡)和使在熱交換器部分46的流體受迫增壓是由與渦輪機50形成整體的軸向泵49完成的，復能流體低壓迴路44穿過該熱交換器46。機械上與驅動軸48連接的渦輪機50部分地由在46壓縮的復能流體的降壓來驅動，這補償了相當大一部分在周期性複合熱能時所消耗的動力。根據應用的類型或加熱發動機工作流體的燃燒室的類型，熱復能迴路或者將系統內部的工作流體的熱量傳遞到外部，或者進行相反的傳遞。
流體的選擇決定發動機的設計工藝，總計有如下參數溫度、壓力、熱交換表面、在發動機輸入端特別是在熱迴路中不要求過熱而需要的急劇降壓。理論上，在熱驅動迴路中的含氟有機流體例如flu-orinet FC 75可以與復能迴路中的氟裡昂R11很好地結合。
Baudino發動機在多級蒸氣動力發動機中的應用示於圖7A和7B。發動機52包括三級54、56和58，每一級由Baudino發動機組成。應當意識到，圖7A和7B中的每個Baudino發動機可以是圖6所示的那種發動機，為了示出Baudino發動機的活塞機與其餘部分之間的連接，在圖7A和7B中活塞機是與Baudino發動機分開的。在第一級中、Baudino發動機54和活塞機53在同一機殼中，該機殼如圍繞活塞機53和從Baudino發動機伸出的短畫線51所示。同樣，活塞機55是Baudino發動機56的整體部分，如由圍繞活塞機55的短畫線61所示。在第三級中的活塞機57與Baudino發動機58在同一個機殼內，如由圍繞這兩個部件的短畫線63所示。
驅動該發動機作業的熱量來自熱源例如鍋爐60，該鍋爐具有提供熱量的燃燒器系統62。燃料例如管道65中的燃氣通過控制閥66連接在燃燒系統62上。在鍋爐60中的管道64中的鍋爐輸送流體由燃燒器系統62加熱和蒸發。泵68將液態液體送入鍋爐60中的管線64。液體控制閥70與泵68並聯，使得如下面半要說明的，如果閥70打開，則泵68基本上不能如需要的那樣停止泵送流體。
液位傳感器72檢測膨脹桶73和鍋爐60中液體的高度。蒸發的液體連接到管道75，在該管道上，壓力傳感器74和溫度傳感器76給出管道75中蒸氣壓力和溫度的恆定指示。因此如圖8所示，可以根據傳感器72、74和76所示的液位、壓力和溫度用計算機來控制各種閥和泵的操作。在圖8中，計算機流體高度指示控制器82接收傳感器72的液位示數，並將該信號與由壓力指示控制器84接收的來自壓力傳感器74的壓力信號在88相加。用在88得到的和來控制如前所述的傍通流體泵68的液位控制閥70。因此如果液位太高和/或壓力超過預定限制，則液位控制閥70啟開適當程度，因而控制泵68連續輸送到鍋爐60的流體量。同樣，溫度指示器或控制器86接收由溫度傳感器76產生的溫度信號，然後通過自動選擇器85結合84的壓力示數由計算機控制壓力控制閥66，該閥調節輸送到燃燒器組件62的管道65中的燃氣。因此如果壓力和/或溫度太高，則部分關閉控制閥66便可減少輸送到鍋爐的產生該溫度的燃氣流量。所有這些計算機控制在這種技術中都是眾所周知的已有技術，基於溫度和壓力信號操作和控制這些閥本身並不是新的。
在管道75中蒸發的流體連接到手動調節閥78上，該閥類似於汽化器上的針形閥，以便可以控制發動機的最小速度。速度控制閥80用手動控制，例如用手動節氣門或腳踏板控制，當然也可以用計算機控制，以提供必需的蒸氣量來驅動Baudino發動機第一級54的活塞機53。蒸氣開始驅動第一Baudino發動機54的活塞機53，從而開始使都連接到所有各級上的軸102轉動。從活塞機53輸出的在管道89上的輸出蒸氣前面已在圖6中說明，在此不再重複。從Baudino發動機54輸出的在管線90中的蒸氣連接在預熱器92上，該預熱器是一個熱交換器，該交換器還接收來自第二Baudino發動機56的在作為冷卻流體進入活塞機53之前的在管道94中的流體。另外，穿過預熱器92的管路90中的蒸氣也穿過冷卻器96，將其剩餘熱量傳給第三級Baudino發動機58來的流體98。因此，在管道90中的流體將其熱量傳送給管道98中的流體，並使自身冷卻為管道67中的液體，在管道67中的液體流向泵68，然後重複自身的循環。如圖9所示，手動控制器104(或計算機控制信號)控制速度控制閥80，使或多或少的蒸氣通向活塞機53，從而調整發動機速度。
進入活塞機53的管線75中的壓力和溫度分別由傳感器108和110測量。另外，旁通閥112在啟開時可使蒸氣通過導管113到冷卻器96，隨後返回到泵68。參考圖9，當由傳感器108和110指示的壓力和/或溫度太高或位於正常範圍以外時，如圖9所示，計算機通過壓力和溫度指示器控制器114和116，利用指示不正常壓力和溫度的傳感器信號來驅動控制器118，從而控制閥106和112。如果閥106啟開，則蒸氣可以旁通活塞機53，以較高的溫度直接進入其餘的Baudino發動機54。如果壓力和溫度高到必須降低，則閥112啟開，旁通整組Baudino發動機，並將預定量的蒸氣返回到冷卻器96，在冷卻器96中，它被冷凝為液體，進入管道67並返回泵68。因此不僅控制了流向Baudino發動機的活塞機53的蒸氣的壓力和溫度，而且還整個通活塞機53，或者可使一部分蒸氣返回冷卻器96，使其預熱在導管94和98中的第二和第三級的流體。
另外，預熱器92的溫度由傳感器120監測，而冷卻器96(或冷卻器)的溫度則由溫度傳感器122監測。如果預熱器92的溫度低於由傳感器120確定的預定溫度，則再參考圖9，計算機利用通過溫度指示器控制器124的傳感器信號和自動選擇器128來控制壓力控制閥106，使蒸發的流體旁通活塞機53，並直接流到Baudino發動機54，從而增加其輸出管道90的溫度。同樣，如果冷卻器96的溫度低於由傳感器122確定的預定的溫度，則再參照圖9，則計算機通過溫度指示器控制器126，利用該信息操作自動選擇器128和控制旁通閥112，從使而使蒸發的流體直接流向冷卻器96，完全旁通Baudi-no發動機的活塞機53，如下面要說明的那樣，將更多的熱量輸送到第三級發動機58。
在第二級Baudino發動機56的流體返回管道94上具有用於將流體泵回第一級活塞機53的泵136。活塞機53對第二級Baudino發動機56的流體起著熱源的作用。如果在活塞機53中積存流體，則活塞機53上的液位傳感器130給出指示。如果積存流體，則再參考圖9，計算機利用液位傳感器30產生的信號通過液位指示器控制器132控制旁通泵136的閥134，從而控制通過管道94泵回熱源或活塞機53的流體的量。
現在說明第二級，由泵136(圖7B)從第二級Baudino發動機56抽出的流體通過預熱器92(圖7A)，如上所述，在該預熱器中，它接收從第一級Baudino發動機54輸出的在管道90中的流體的剩餘熱量，因而被預熱。然後它流入第一級活塞機53，在該活塞機53中，它對第一級起冷卻劑的作用，在這個過程中，它被蒸發，並沿導管138從活塞機53輸送到圖7B中的第二級活塞機55。另外，在導管138中蒸氣的溫度和壓力由傳感器140和142檢測。如果壓力和/或溫度超過預定的範圍，則如圖10所示，計算機通過壓力和溫度指示器控制器146和148，利用傳感器140和142的溫度和壓力示數來控制調節壓力控制閥144的自動選擇器150。壓力控制閥用於控制壓力，它使流體旁通活塞機55並直接流入第二級的Baudino發動機56。因而使加在活塞機55上的流體的壓力和溫度受到控制。沿導管152從活塞機55輸出的蒸氣流入Baudino發動機56，該發動機具有參照圖6所述的作用。沿管道154從Baudino發動機56輸出的流體流入預熱器156和冷卻器(或預熱器)158，在該冷卻器中，流體冷凝，沿導管160流出並返回泵136，從而按如上所述方式再循通過第二級。另外，在預熱器156和冷卻器158上分別裝有溫度傳感器162和164。如果這些溫度被顯示出是不正確的，則計算機利用圖10中的溫度指示器和控制器166和118以及自動選擇器170控制旁通壓力控制閥144，從而使蒸氣旁通活塞機55，直接輸送到第二級的Baudino發動機56。因而沿管道154從第二級Baudino發動機56輸出的流體溫度升高，以便輸送到預熱器156和冷卻器158。
應當注意到，第三級Baudino發動機58中示出了其細節和與活塞機63的連接，其連接方式與圖6相同。如上所述，每個Baudino發動機54和56也是同樣構造的。還應當注意到，在第三級Baudino發動機58中的內部泵172由軸102驅動。同樣，在第一級中的泵68和第二級中的泵136分別是Bauino發動機54和56的一部分，和在第三級Baudino發動機中示出的方式一樣。但是為便於說明，泵68和136畫在Baudino發動機54和56的外面。泵172將流體從Baudino發動機58沿管道176抽到在第二級中的冷卻器158，在冷卻器中它吸取一定熱量，有助第二級輸出蒸氣的冷凝。然後繼續流向第一級的冷卻器96，在該冷卻器96中，它也起著同樣的作用並吸收另外一些熱量。隨後它沿導管180返回第二級的預熱器156，在該預熱器中，它從導管154中的第二級輸出蒸氣吸取更多的熱量，然後被作為冷劑送入活塞機55。當它冷卻活塞機55時，它吸收熱量、蒸發並沿導管182流出活塞機55，隨後回到Baudino馬達58的活塞機63的輸入。因而它按照如上所述方式驅動活塞，穿過Baudino發動機58，隨後再重複這一過程。
應當注意到，在Baudino發動機58中，液位控制閥174旁通泵1 72。液位傳感器指示器184與第二級活塞機55結合，當在活塞機55中達到預定液位時提供指示。參考圖10，液位傳感器指示器184輸出的信號可由計算機和液位指示控制器190利用來控制液位控制閥174，使該閥174打開，從而減少由泵172輸送的流體量。
還應當注意到，在第二級活塞機55的出口處有壓力傳感器186和溫度傳感器188。現參考圖11，壓力指示控制器190由計算機控制來操作自動選擇控制器194，從而控制第二級活塞機55輸入口的壓力控制閥144，使得在需要時旁通活塞機55，由此增加與來自第三級的在預熱器156和冷卻器158中流體形成熱傳遞關係的流體的溫度。另外，液位控制傳感器196可以裝在第三級活塞機57上，參考圖11，液位指示控制器198在計算機控制下可以操作Baudino發動機58中的液位控制閥174，使其旁通泵172，因而在第三級活塞機63中保持正確的液位。
應當注意到，齒輪箱200和202與三級的軸102相互連接。齒輪箱200使第一級和第二級的軸102連接，而齒輪箱202使第二級和第三級的軸102連接。齒輪箱是公知的，具有互相嚙合的內外齧輪和相應的軸部分。這可使三級作用在軸上的力達到平衡，即使三個單元的速度是不同的。當計算機控制三級使其達到基本上相同的速度時，內外齒輪將簡單地在一起轉動。
現在說明圖7A和7B所示多級蒸氣動力機52的操作。在起動期間，鍋爐60和燃燒器62由一個信號起動，該信號起動以下程序首先液體輸送泵68起動，並如前所示，根據液位傳感器72的輸出信號控制鍋爐60中的液位。同時，燃燒系統72的指示燈以周知的方式打開安全閥，並使管道65中的燃料流過壓力控制閥66並由燃燒器62點燃。燃燒器62開到最小的流速，它加熱系統並使它達到要求的壓力。為開始操作，起動馬達204連接在軸102上並轉動該軸，由此可以利用第一級中的泵68、第二級中的泵136和第三級中的泵172使流體開始循環至不同的級。如前所術，在第一和第二級中的泵68和136分別是Baudino發動機的一部分，如在第三級的Baudino發動機58中泵172那樣。當第一級活塞機53的導管75上的壓力指示器74和溫度指示器76指示系統的入口達到要求的壓力和溫度時，計算機按如上所述控制燃氣閥66，使其保持要求的壓力。因為鍋爐的容積很小，所以這種操作只需幾秒鐘。
如前所述，調節針形控制閥可使發動機52操作在最小速度，操作手動控制閥80可以控制驅動第一級的需要的速度。為使系統很快達到平衡，可以調節第一級的旁通閥106和第二級的旁通閥144，使預定量的蒸發的流體直接傳遞到第二級和第三級，從而使第二級和第三級很快地被起動。旁通閥106和144由計算機通過圖9的壓力控制器106和圖10的壓力控制器144進行控制。它們也可以根據分別在第一級和第二級冷卻器96和158出口的第一級中的溫度傳感器122和第二級中的溫度傳感器158由圖10中的溫度控制器166和圖11中的溫度控制器192控制。
因此，如有關的壓力傳感器所示的那樣，加在第一級、第二級和第三級上的三個壓力是基於每一級的輸入輸出的壓力和溫度。壓力控制閥106、112和114由計算機控制，使系統很快達到平衡，一當各級達到平衡，這些閥或者關閉或者基於計算機控制而工作在低的位置。
三級分別是動力產生單元，要求加在軸上的力是平衡的。因此三個單元的速度可以是不同的，而且還可以在機械上由圖7A和7B中齒輪箱200和202的內外齒輪進行改變。在機械上使齒輪以已知的方式彼此相對轉動可以使加在軸102上的力達到平衡。如由壓力傳感器確定的那樣在活塞和管道內的壓力是每一級加在每個軸上的動力的度量值。計算機以已知的方式比較這些度量值，然後根據所示值由計算機改變從一級輸送到另一級的熱通量，從而調節這三級的軸的轉動速度。
如上所述，因為每個Baudino發動機54、56、58利用沸點溫度低於前一級輸出溫度的不同流體，所以第二級接收第一級的剩餘能量，第三級接收第二級的剩餘能量。在第二級或第三級需要能量來平衡動力時，第二級和第三級便能夠通過第一級或第二級的旁通閥106和144接收附加的能量，因而可以控制在預熱器92、156和冷卻器96、158中的交換溫度。計算機控制總的熱量平衡，從而可以獲得最佳工作條件和冷卻器96和158的最佳冷卻溫度。第一級的冷卻器96和第二級的冷卻器158這樣設計，使得在熱量傳遞期間形成最大的熱通量。冷卻器當然可以作得很大，以避免在泵中形成氣窩和確實冷卻液體。
在圖8、9、10和1所示系統中由編號82、84、86、104、114、116、124、126、132、146、148、166、168、190、191、192和198表示的所有控制器都是正比積分控制器，這些控制器在這種技術中是周知的，而且在發動機的操作偏離由沿量信號所示的設定點時，這種積分作用便消除。但是只要需要，積分功能便可恢復操作，從而避免控制中的過調節，如先有技術中周知的那樣。
為了增加或減少發動機的動力或速度，燃料的主輸送閥66直接通向第一級和鍋爐60。因為在鍋爐的輸出溫度和壓力總是保持常數，所以可以很快地加速或猛烈地調到低速，而不擾動燃燒。所以鍋爐60中的壓力和溫度分開地受到三級發動機的每個活塞機53和55產生的壓力和溫度的控制。溫度控制器處於自動選擇操作，以便限制在冷卻器和/或預熱器中蒸氣的溫度。
因此本發明涉及具有多級但可以構成一個單一機組的蒸氣機。每級有其自己的單獨的蒸氣動力源，每一級中的流體是不同的，具有不同的熱/溫度特性。在操作中，穿過第一級本身的第一流體由鍋爐加熱到第一溫度，然後穿過第一級發動機。第一流體由一個泵泵回鍋爐。第一級驅動發動機軸。第一級的餘溫流體經過從第二級來的冷卻流體。第二級的冷卻流體是第二種不同的流體，這種流體在較低的第二溫度下利用第一級的餘熱來驅動一個活塞機，該活塞機連接在與第一級連接的相同的軸上。第二級的第二流體穿過一個內部熱交換器，然後泵回第一級以便進行再循環。第三級發動機具有第三種不同的流體，它經過第一級和第二級兩級的熱交換器，在該交換器中，它被加熱到比第二級餘熱低的第三的溫度，然後驅動公共軸，在此之後，第三流體被泵回第二級以便進行再循環。三級可以以串聯形式前後安裝，並形成一個單一的發動機組。在第三個管路中的流體是完全不同的，適合於在該特定級發動機要求的溫度下蒸發。可以用氟烴化合物作流體。
雖然已結合優選實施例說明本發明，但是這些實施例不是用來將本發明的範圍限制到上述特定的形式，相反，本發明包括在權利要求書中確定的本發明的精神和範圍內的替代結構、變型結構和等價結構。
權利要求
1.一種蒸氣驅動機，它包括可蒸發的流體、蒸發上述流體的蒸發器、蒸氣驅動活塞型發動機和封閉的流體管路，在該管路中的流體蒸發、流向活塞機作功、冷凝，然後返回蒸發器，其改進包括連接到上述蒸氣驅動活塞型發動機上的蒸氣入口和流體出口；熱交換器，具有連接到上述發動機的入口和出口，上述熱交換器從上述發動機流體出口接收低溫流體，並產生蒸發的蒸氣，該蒸氣通過上述發動機蒸氣入口驅動上述活塞機；爆燃式發動機，該機由循環流體冷卻，起外部熱源的作用；上述爆燃發動機上的散熱器，用於冷卻上述循環流體，形成上述熱交換器，使得上述爆燃發動機的循環流體是初級流體，而上述低溫流體是次級流體，上述次級流體流過上述散熱器，與上述初級流體形成熱交換關係，並由該初級流體的熱蒸發，從而驅動上述蒸氣活塞發動機；上述低溫次級流體其常壓蒸發溫度低於240℃(464°F)，其蒸發特性使得可以向作為上述蒸氣入口的上述活塞發動機提供大於10巴的高壓蒸氣。
2.如權利要求1所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，低溫流體的常壓蒸發溫度低於50℃(122°F)。
3.如權利要求2所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，低溫流體的常壓蒸發溫度低於30℃(86°F)
4.如權利要求3所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，低溫流體是氟烴化合物。
5.如權利要求3所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，低溫流體是1，1-二氯2，2，2-三氟乙烯。
6.如權利要求3所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，低溫流體是三氟乙烯。
7.如權利要求3所述的蒸氣驅動發動機，還包括由上述爆燃發動機驅動的輸出軸；由上述蒸氣驅動發動機驅動的驅動軸；上述蒸氣驅動發動機的上述驅動軸和上述爆燃發動機的輸出軸連接在一起構成公共輸出。
8.如權利要求7所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，上述蒸氣驅動活塞型發動機和上述爆燃發動機被構成為在一個機殼內的機組，並驅動公共驅動軸。
9.如權利要求8所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，上述在一個機殼內的機組包括一個以上的蒸氣驅動活塞型發動機，這些發動機相互連接，使得前面一個蒸氣驅動活塞型發動機的次級流體成為後一個蒸氣驅動活塞型發動機的初級流體。
10.如權利要求9所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，在每一個蒸氣驅動活塞型發動機中的次級流體是一種不同於其它流體的流體，該流體具有輸入溫度和較低的輸出餘溫；其特徵還在於，後一個蒸氣驅動活塞型發動機的次級流體的蒸發溫度低於前一個蒸氣驅動活塞型發動機的輸出流體的餘溫。
11.一種低溫蒸氣驅動發動機，它包括至少三個蒸氣驅動活塞型發動機，每個上述發動機具有蒸氣流體入口和流體出口；第一熱交換器，連接於第一個上述蒸氣驅動活塞型發動機的蒸氣入口和出口，接收來自上述第一蒸氣驅動活塞型發動機的流體出口的流體；外部熱源，選擇性地連接於上述熱交換器，用於在低於180℃的溫度下蒸發其中流體，以便驅動上述第一蒸氣驅動活塞發動機。第二熱交換器，用於接收從上述第一蒸氣驅動活塞型發動機輸出的溫度低於120℃(248°F)的流體；上述第二蒸氣驅動活塞型發動機的蒸氣流體，通向上述第二熱交換器，以便在低於120℃(248°F)的溫度下蒸發，從而驅動上述第二蒸氣驅動活塞型發動機；每個後面的蒸氣驅動活塞型發動機在它和前面的蒸氣驅動活塞型發動機之間具有熱交換器，在後面的發動機中具有蒸氣流體，該流體在低於前面的蒸氣驅動活塞型發動機輸出流體的溫度下蒸發並驅動上述後面的蒸氣驅動活塞型發動機。
12.如權利要求1和11所述的蒸氣驅動發動機，其特徵在於，每個蒸氣驅動活塞型發動機包括一外輸出軸；連接到上述輸出軸的蒸氣驅動活塞機；上述蒸氣流體入口接收上述外部熱源的第一蒸發的流體，從而驅動上述蒸氣活塞和轉動上述輸出軸；第一蒸氣/流體管路，用於接收上述活塞機的上述第一蒸發的流體；一個位於上述第一蒸氣/流體管路中的內泵，用於使上述蒸氣/流體循環回到上述外部熱源，進行再加熱；一個位於上述第一蒸氣/流體管路中的內部熱交換器，它在上述外部熱交換器之前；第二封閉的流體/蒸氣管路，該管路中有第二流體/蒸氣，上述第二流體/蒸氣的蒸發溫度低於上述第一流體/蒸氣溫度，上述第二封閉的流體/蒸氣管路穿過上述內部熱交換器而使其中流體蒸發；一個在上述第二流體/蒸氣管路上的內部壓縮機，由上述輸出軸驅動，用於壓縮上述第二流體/蒸氣，使其溫度升高，以便傳輸到上述熱交換器；一個在第二封閉的流體/蒸氣管路上的渦輪機，連接在上述輸出軸上，用於接收上述第二流體/蒸氣並向上述輸出軸提供動力。
13.如權利要求11所述的蒸氣驅動發動機，還包括具有蒸氣流體入口和流體出口的第四蒸氣驅動活塞型發動機；上述第四發動機中具有第四流體，該流體在其蒸氣流體入口處在低於240℃(484°F)溫度下蒸發並在其出口處產生低於180℃(350°F)的餘熱；上述第四發動機放在上述熱源和上述第一發動機中間，使得上述熱源被連接在上述第四發動機的流體入口和出口之間，以便蒸發上述第四流體和驅動上述第四發動機；一個在上述第四發動機和上述第一發動機之間的熱交換器，低於180℃(350°F)的第四發動機流體出口的餘熱用於蒸發上述第一發動機的第一流體並驅動上述第一發動機。
14.一種低溫蒸氣驅動發動機，包括三個蒸氣驅動活塞型發動機，每個上述發動機具有蒸氣流體入口和流體出口；第一個上述發動機，它具有第一流體，該流體在該發動的蒸氣流體入口處在低於180℃(350°F)的溫度下蒸發，並在其流體出口處產生低於120℃(248°F)溫度的流體餘熱；經二個上述發動機，它具有不同的第二流體，該流體在該發動蒸氣流體入口處在低於120℃(248°F)溫度蒸下蒸發，並在其流體出口處產生低於80℃(140°F)的流體餘熱；第三個上述發動機，它具有不同的第三流體，該流體在低於第二發動機的出口的流體的120℃(198°F)溫度下蒸發；一個在上述三個發動機中每兩個接續的發動機之間的熱交換器，使得前面發動機的餘熱的溫度起作加熱後面發動的不同流體的外部熱源的作用，並使該不同的流體蒸發，從而驅動上述每個發動機；一個連接在上述第一發動機的上述蒸氣流體入口和上述流體出口之間的熱源，用於蒸發上述第一流體，並驅動上述第一發動機。
全文摘要
一種多級的蒸氣驅動活塞發動機，該多級發動機可以作成一個單一的機組和裝置。每一級具有其自身的單獨的蒸氣動力源，而且在每一級中的流體是不同的，具有不同的熱/溫度特性，使得第一發動機的餘熱可以用來驅動下一個發動機。
文檔編號F01K23/08GK1130932SQ94193319
公開日1996年9月11日 申請日期1994年8月9日 優先權日1993年8月9日
發明者裡維恩·多米恩·文, 安德雷·雷蒙得·文森特 申請人:裡維恩·多米恩·文, 安德雷·雷蒙得·文森特