CN101080551A - 两冲程蒸汽真空发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二冲程蒸汽真空发动机包括多个汽缸(500，502)，每个汽缸具有一个活塞(504，510)、一个活塞连杆(506，512)和一个蒸汽室(508，514)，连接活塞连杆用于同步运动，这样每个活塞可在膨胀位置和压缩位置之间往复运动。允许高于大气压3－5p.s.i的蒸汽进入到由蒸汽阀(522，524)控制的蒸汽室(508，514)中，并且由真空阀(548，550)控制打开蒸汽室使其成为真空状态。供给蒸汽室(24，38)的蒸汽可通过锅炉(520)、一个太阳能装置或其他可选的燃料产生。一个辅助真空箱(572)可在冷凝物收集箱(560)去除冷凝物后与主真空箱(554)隔离用于提供真空。辅助真空泵(614，616)由汽缸(500，502)提供的动力驱动，为辅助真空箱(572)提供真空，而使得主真空泵(570)为主真空箱(554)提供真空。

Description

两冲程蒸汽真空发动机

技术领域

本发明涉及一种蒸汽机，特别涉及汽缸蒸汽室中的蒸汽处于大气压至略高于大气压的情况下成为真空状态而产生做功冲程的蒸汽机。特别地，本发明中涉及的蒸汽真空发动机具有两个或两个以上的具有连接活塞的汽缸，每个汽缸具有一个蒸汽室，其可容纳大气压或略高于大气压的蒸汽，蒸汽排出汽缸造成汽缸中的真空状态从而使得环境空气背压推动其中一个连接活塞完成做功冲程。

背景技术

现代蒸汽动力的发展始于托马斯·萨维(Thomas Savery)在1698年授权的专利萨维泵(Savery pump)，其用于去除矿井中的水分。该泵加热水而产生蒸汽，将蒸汽输入一个到容器中，然后切断该容器与蒸汽源的连通从而造成真空并且将冷水喷射到容器中用于冷凝蒸汽。从而应用真空吸收矿井中的水分。

托马斯·纽康门(Thomas Newcomen)(1663-1729)通过将蒸汽汽缸和带有枢轴梁的活塞结合改善了萨维泵。轴梁在蒸汽缸相对的一侧较重，因此重力向下拉拽该侧。由于重的一侧下降，蒸汽缸中的活塞就上升了。往汽缸中输入大约为大气压的蒸汽，然后向汽缸中喷射水冷凝蒸汽从而产生动力。产生的真空使得大气压向下推活塞，造成轴梁高于汽缸的一侧向下枢轴转动进而使得轴梁重的一侧上升，从而使得低于上升侧的泵吸入水。做功冲程结束时，一个阀门打开重新向汽缸中输入蒸汽，使得轴梁重的一侧通过重力向下回拉来驱动泵。这样，纽康门发动机可通过大气压驱动推动活塞从而将大约为大气压的蒸汽填充入真空。纽康门发动机效率低下主要是因为蒸汽缸反复加热和冷却，浪费能量加热汽缸。

詹姆斯·瓦特(James Watt)(1736-1819)在1765年取得了先驱性突破，他发现采用独立的冷凝器可以大大提高效率。与纽康门发动机相似，瓦特式发动机也以大气压向下推动活塞的原理运行。但是，阀门允许蒸汽被吸入到独立的冷凝器用于冷却蒸汽并形成真空。独立的冷凝器使得蒸汽活塞和汽缸一直保持热量从而相比纽康门发动机效率得到实质性的提高。

蒸汽机技术之后的改进主要集中在高压蒸汽和新型的机械设计上，而将使用大气压真空发动机产生动力的技术降低到边缘位置了。

发明内容

根据本发明的蒸汽真空发动机包括第一汽缸和第二汽缸。第一汽缸具有第一活塞，其在汽缸内限定出第一蒸汽室。第一活塞在第一汽缸内往复运动其限定了第一蒸汽室的边界。第一活塞连杆连接第一活塞。第二汽缸具有第二活塞和第二蒸汽室。同样，第二活塞在第二汽缸内往复运动其限定了第二蒸汽室的边界。第二活塞连杆连接第二活塞。两个汽缸以固定的间隔设置并且活塞连杆通过一个连接件线性连接起来，以使得第一和第二活塞往复运动保持同步。本发明的另一方面，多于两个汽缸的活塞连杆可通过曲轴、连接连杆或其他适合的机械连接装置连接起来保持同步运动。

蒸汽源(例如锅炉、太阳能集热器或可选燃料)其可产生略高于大气压的蒸汽并且与第一和第二汽缸相连通。优选产生高于环境压力3-5p.s.i的蒸汽以达到最佳效果。由多个蒸汽阀控制蒸汽进入每个汽缸。同样，每个汽缸变成真空状态由多个真空阀控制。

每个汽缸中的活塞在一个膨胀位置和一个压缩位置之间运动。当活塞处于膨胀位置时，蒸汽室膨胀到其最大容积。当活塞处于压缩位置时，蒸汽室压缩到其最小容积。活塞在任一汽缸中从膨胀位置向压缩位置开始运动时，真空阀封闭蒸汽室与真空的连通，而蒸汽阀打开使蒸汽室与蒸汽源连通。于是在活塞滑动进行膨胀过程期间，接近大气压的蒸汽充入到蒸汽室中，这个过程被成为蒸汽进气冲程。当第一汽缸运动通过蒸汽进气冲程时，第二汽缸中的活塞则从膨胀位置向压缩位置运动，这个过程被称为做功冲程。在做功冲程开始时，蒸汽阀封闭第二汽缸的蒸汽室与蒸汽源的连通，而真空阀打开使蒸汽室与真空连通。一旦蒸汽室的蒸汽与真空连通，蒸汽立即从蒸汽室冲出进入到真空中，使得蒸汽室成为真空状态这样大气压就可以驱动活塞完成做功冲程。这样，通过活塞的连接而达到同步运动，一个汽缸运动完成做功冲程而驱动另外一个汽缸完成蒸汽进气冲程。因此，当连接活塞往复运动时，使得总是一个汽缸中的活塞产生做功冲程，而另一个汽缸产生蒸汽进气冲程，从而构成一个两冲程蒸汽发动机。在另一个替换实施例中可包括多于两个的连接活塞，一个汽缸中的活塞运动完成做功冲程，同时其余的汽缸完成蒸汽进气冲程循环。

在本发明的一个实施例中，每个汽缸具有一个由汽缸壁限定的空气室、一个汽缸顶壁和一个活塞。汽缸顶壁设有一个空气阀用于控制空气进入到空气室中，并且设有一个或多个单向阀用于控制空气室的排气，以改善对活塞往复运动的控制。例如，延迟空气流进入汽缸中，而使得活塞进入做功冲程运动减慢。可选地，经过蒸汽进气冲程从汽缸中排出的空气流可被阻断或者被限制，而减慢其他汽缸做功冲程的过程。

所述蒸汽真空发动机具有显著优点，其能通过连接活塞持续产生双倍做功冲程的，并且利用仅为接近大气压的蒸汽就可以产生大量能量。本发明使用相对低的压力蒸汽，这样压力的蒸汽容易通过多种热源得到，包括标准排列的太阳能加热装置、天然存在的热源、核裂变产生的放射性废物所产生的热以及其他可选燃料。安装完成后，使用非污染的燃料，由发明产生的动力几乎免费并且能保持环境清洁。

附图说明

图1是一个根据本发明的蒸汽真空发动机的示意图。

图1A是一个如图1所述蒸汽真空发动机的控制和转换装置的放大示意图。

图2是一个如图1所示蒸汽真空发动机蒸汽阀和真空阀的操纵示意图。

图3是一个根据本发明的蒸汽真空发动机替换实施例的示意图。

图3A是一个如图3所述蒸汽真空发动机的控制和转换装置的放大示意图。

图4是一个根据本发明的蒸汽真空发动机的示意图，显示了一个与枢轴杆相连的连接件。

图5是一个根据本发明的蒸汽真空发动机的示意图，显示了一个与轮盘相连的连接件。

图6是一个根据本发明的两汽缸蒸汽真空发动机连接曲轴装置的替换实施例示意图。

图7是一个根据本发明的三汽缸蒸汽真空发动机连接曲轴装置的替换实施例示意图。

图8是一个根据本发明的两汽缸蒸汽真空发动机连接滑动装置的替换实施例示意图。

图9是一个根据本发明的蒸汽真空发动机的示意图，显示浮动安装在汽缸外端的蒸汽和真空阀和安装在汽缸内端的空气阀。

图10是一个根据本发明的两汽缸蒸汽真空发动机连接曲轴装置的替换实施例示意图。

图11是一个根据本发明的两汽缸蒸汽真空发动机连接曲轴装置的替换实施例示意图。

图12是一个根据本发明的蒸汽真空发动机的示意图，显示位于汽缸外端的空气阀和根据本发明的连接轮盘。

图13是一个根据本发明的蒸汽真空发动机的示意图，显示操纵发动机的真空泵用于补充真空。

图14是一个根据本发明的蒸汽真空发动机另一实施例的示意图，包括一个冷凝器收集箱和小型真空泵。

具体实施方式

首先参看图1。一个标记为10的蒸汽真空发动机包括一个位于左侧的第一汽缸12和一个位于右侧的第二汽缸14。第一汽缸12具有一个第一活塞16和一个第一活塞连杆18。第一活塞16可在膨胀位置B和压缩位置A之间运动，第一活塞限定了第一汽缸12中第一蒸汽室24的可动边界。第二汽缸14类似的具有一个第二活塞30和一个第二活塞连杆32。第二活塞30可在膨胀位置B’和压缩位置A’之间运动，第二活塞限定了第二汽缸14中第二蒸汽室38的可动边界。

在图示实施例中，一个连接件40连接第一和第二活塞连杆18、32从而使得第一和第二活塞16、30以线性连接的方式同步运动。容易理解在现有技术中存在多种可行的连接活塞连杆的方式，例如将多个活塞连杆构成一个部件，将活塞连杆和活塞构成一个部件，以及将多个活塞连杆焊接在一起。

蒸汽存储器42通过多个蒸汽阀连接第一和第二蒸汽室24，38，该蒸汽阀将在以下详细说明。如图1所示，通过太阳能源44例如太阳能阵列集热器的方式加热水以产生蒸汽。处于大气压下的蒸汽就能成功使发动机运行，但是经验显示高于环境压力大约3-5psi的蒸汽能够达到最佳效果。类似的，一个冷凝器46和真空箱48通过多个真空阀连接第一和第二蒸汽室24，38，该真空阀也将在以下详细说明。在图示实施例中，蒸汽膨胀室50，51设置在冷凝器46和汽缸12，14之间，以在邻近蒸汽室24，38处提供一个增大的真空空间，以利于来自蒸汽室24，38的通向真空箱48的蒸汽的直接膨胀。控制真空箱的真空度为15-20”Hg，以保证蒸汽从汽缸瞬时冲向真空箱时在汽缸内形成真空，这样作用在活塞上的空气压力就能产生足够大的做功冲程。

除了太阳能集热器以外，所需压力的蒸汽也可由地热源和利用核废料、甲烷、或天然气产生的热量得到。核废料通常在环境温度为300的情况下存储在金属罐中。通过使用热交换器，能通过良好的辐射控制产生不定量的蒸汽。

参考第一汽缸12，当第一活塞16位于膨胀位置B时，蒸汽室24膨胀到其最大容积。相反地，当第一活塞16位于压缩位置A时，蒸汽室24具有最小容积。类似地，当第二汽缸14中的第二活塞30位于膨胀位置B’时，第二蒸汽室具有最大容积。当第二活塞30位于压缩位置A’时，第二蒸汽室38具有最小容积。第一蒸汽阀52控制蒸汽进入到第一蒸汽室24中，当其打开时允许蒸汽从蒸汽存储器42进入。第二蒸汽阀54控制蒸汽进入到第二蒸汽室38中，当其打开时允许蒸汽从蒸汽存储器42进入。当第一真空阀56打开时，第一蒸汽室24通向蒸汽膨胀室50、冷凝器46，和最后的真空箱48。当第二真空阀58打开时，第二蒸汽室38通向另一蒸汽膨胀室51、冷凝器46和真空箱48。

继续参看图1，一个第一开关X电子连接蒸汽阀52，54和真空阀56，58。当其被激活时，第一开关X关闭第一真空阀56和第二蒸汽阀54，并且打开第一蒸汽阀52和第二真空阀58。因此，当第一开关X被激活时，第一蒸汽室24设置为与蒸汽存储器42连通从而允许蒸汽进入，而第二蒸汽室38设置为与真空箱48相连通。这样第二蒸汽室38中的任何蒸汽都冲入到蒸汽膨胀室51和冷凝器46和真空箱48中，而造成第二蒸汽室38中形成真空。环境空气驱动第二活塞30到达压缩位置A’，并同步使得第一活塞16移动到膨胀位置B。容易理解只有第一活塞16能够自由的从压缩位置A移动到膨胀位置B时，第二活塞30才能够完成做功冲程。因此，关闭第二蒸汽阀54防止蒸汽干扰第二蒸汽室38中的真空，而关闭第一真空阀56从而防止第一蒸汽室24中的蒸汽形成真空。

一个第二开关Y也电子连接蒸汽阀52，54和真空阀56，58。当其被激活时，第二开关Y关闭第一蒸汽阀52和第二真空阀58，并且打开第二蒸汽阀54和第一真空阀56。因此，当第二开关Y被激活时，第二蒸汽室38设置与蒸汽存储器42连通从而允许蒸汽进入，而第一蒸汽室24设置与真空箱48相连通。在这种情况下，第一蒸汽室24中的任何蒸汽都冲入到蒸汽膨胀室50和冷凝器46和真空箱48中，而造成第一蒸汽室24中形成真空。空气压力然后驱动第一活塞16达到压缩位置A，并同步使得第二活塞30移动到膨胀位置B’。显然，只有第二活塞30能够自由的从压缩位置A’移动到膨胀位置B’时，第一活塞16才能够完成做功冲程。关闭第一蒸汽阀52防止蒸汽干扰第一蒸汽室24中的真空，而关闭第二真空阀58防止第二蒸汽室38中的蒸汽形成真空，允许处于大气压下的蒸汽流入到蒸汽室38使得蒸汽室38内的气压与外部空气压力相等，从而使得第一汽缸12完成做功。

参看图2，图示出阀52、54、56、58，开关X、Y和活塞16、30之间的关系。在初始状态时，最左端的折线B-A’显示了即将进入图1所示位置之前的阀和活塞的机械位置状况。折线B-A’表示第一活塞位于膨胀位置B和第二活塞30位于压缩位置A’的确切点.。在这点上，第一真空阀56、第一蒸汽阀52、第二真空阀58和第二蒸汽阀54都是关闭的。在一个非常短的时间增量后，立即先启动开关Y，则第一真空阀56和第二蒸汽阀54打开。容易理解由于延迟引入到坐标线路的建立，第一真空阀56和第二蒸汽阀54相对彼此打开由对应点划线表示，该对应点划线处于第一真空阀56指示开启线的左侧，而该对应点划线则位于第二蒸汽阀58指示开启线的右侧。如图1所示，第一真空阀56的开启要比第二蒸汽阀58开启早一个非常短暂的时间。这个时间也会根据本发明的不同实施例机械的细微差别而变化。第一蒸汽室24在发动机的第一个循环开始前必须预留有蒸汽，否则当第一真空阀56打开时，蒸汽室中就不会有蒸汽压缩形成真空，这对于本领域技术人员而言也是十分明显的。当第一真空阀58打开时，第一活塞16移动完成做功冲程直到刚刚到达折线A-B’线之前。在做功冲程过程中，第一蒸汽阀52和第二真空阀58都处于关闭状态。

在图2中从左向右看，第二垂直折线A-B’表示在该点处，第一活塞16位于压缩位置A而第二活塞30位于膨胀位置B’。在刚刚先于此点前，开关X关闭第二蒸汽阀54和第一真空阀56，结束第一汽缸12的做功冲程的状态。如图上点划线所示，延迟一方面发生在开关X与第二蒸汽阀54之间，另一方面发生在开关X与第一真空阀56之间，以此来确定后者相对彼此的关闭时间。当活塞到达折线A-B’的位置非常短的时间后，开关X打开第一蒸汽阀52和第二真空阀58。因此，在第二蒸汽室38内出现真空使得环境空气驱动第二活塞30完成做功冲程。

刚刚先于活塞到达(第二)折线B-A’所示位置前，启动开关Y，回到所有阀处于关闭的状态而又开始第二个循环。阀门打开和关闭的这个时间离活塞位置有多远如折线B-A’(和折线A-B’)所示，这取决于实施本发明的具体发动机的大小和效率。通过线路的进一步延迟，启动开关Y打开第一真空阀56和第二蒸汽阀54重复第一汽缸12的做功冲程。

参看图1和1A，一个第一控制器60和一个第二控制器62通过一个水平杆64枢轴连接在一起在如图1A所示的第一位置66和第二位置68之间同步枢轴运动。连接件40位于第一控制器60和第二控制器62之间，在活塞16，30之间串连往复运动。当连接件向左移动时，它接触到第一控制器60，从而枢轴转动控制器60，62达到第一位置66，而造成第二控制器62触发开关Y。启动开关Y后，如前所述，使得第一汽缸12完成做功冲程造成活塞16，30和连接件40向相反的方向从左向右移动。在达到其运动端部时，连接件40接触到第二控制器62，使得控制器60，62一起枢轴转动到第二位置68，从而造成第一控制器接触并触发开关X，如图3A所示。这个过程当然包括在第二汽缸14的做功冲程，其使得连接件40返回朝向第一控制器60运动。

应用确定了一台根据本发明的蒸汽真空发动机样机，其汽缸的直径为6”，平均冲程为13”，每分钟进行120个冲程。纽康门发动机最快运转速度为每分钟15个冲程。容易理解到根据本发明的两冲程多汽缸蒸汽真空发动机的动力输出明显超过了具有直径5英尺的汽缸和冲程8英尺的纽康门发动机的动力输出。

图3显示了根据本发明的蒸汽真空发动机的一个替换实施例，其包括一个第一汽缸100和一个第二汽缸102。第一汽缸100具有第一活塞104和连接第一活塞104的第一活塞连杆106。第一活塞104可在压缩位置A和膨胀位置B之间运动，其限定了第一蒸汽室108的边界。第二汽缸102具有第二活塞110和连接第二活塞110的第二活塞连杆112。第二活塞可在压缩位置A’和膨胀位置B’之间运动，其限定了第二蒸汽室114的边界。第一和第二活塞连杆106，112通过一个连接件116相连接。

一个锅炉120向一个蒸汽存贮器122提供蒸汽。蒸汽存贮器122通过一个第一蒸汽阀124和一个第二蒸汽阀126分别连接第一蒸汽室108和第二蒸汽室114。一个第一膨胀室128通过一个第一真空阀130控制其与第一蒸汽室108的连通。一个第二膨胀室132通过一个第二真空阀134控制其与第二蒸汽室114的连通。膨胀室128，132与一个冷凝器136相连。一个冷却水阀控制冷却水由入口138流入冷凝器136。类似的，一个冷却水阀控制冷却水由出口140流出冷凝器。

冷却水入口阀142控制冷却水流入到冷凝器136。类似的，冷却水出口阀144控制冷却水流出到冷凝器136。

冷凝器136与一个主真空箱146相连，其出口由一个第三真空阀148控制。主真空箱146通过一个第一真空泵阀152控制连通一个真空泵150。冷凝器136同时也与一个辅助真空箱154相连，其出口由一个第四真空阀156控制。辅助真空箱154也与真空泵150相连，并且辅助真空箱154和真空泵150之间的连通通过一个第二真空泵阀158控制。

主真空箱146和辅助真空箱154每个都连接一个冷凝去除泵160，分别通过一个第一和第二冷凝去除泵阀162，164控制其连通。冷凝去除泵160连接一个底壳166，用于收集冷凝水和如果需要的话回收冷凝水。

在运行过程中，蒸汽从一个或另外一个蒸汽室108，114中首先流入到一个或另外一个膨胀室128，132。膨胀室提供一个更加近似于蒸汽室的膨胀空腔，以利于当第一和第二真空阀130，134打开时，通过减小压力使得蒸汽从蒸汽室108，114中直接冲出。

在经过膨胀室128，132后，蒸汽流经冷凝器136。在那里，蒸汽的热量传递给冷却水并由冷却水带走，该冷却水循环通过冷凝器以利于蒸汽向液体的冷凝。

在经过冷凝器136后，凝结水将会进一步流经主真空箱146。必需地，真空需要定期的补充，这通过启动真空泵150来完成。主真空箱146中的凝结水通过重力被排出主真空箱146，凝结水通过冷凝去除泵160定期的被泵送出系统并最终排到底壳166中。辅助真空箱154可用于增加可用运行的真空容积或者用于在主真空箱失效时使用。可选地，它可用于加强主真空箱。如主真空箱一样，任何积聚在辅助真空箱154中的凝结水都可以通过重力排出辅助真空箱154，凝结水通过冷凝去除泵160被泵送出系统并排到底壳166中。

图4显示蒸汽真空发动机的一个替换实施例，包括一个第一汽缸180和一个第二汽缸182。第一汽缸180具有一个第一活塞184和一个第一活塞连杆188。第二汽缸182具有一个第二活塞188和一个第二活塞连杆190，该活塞连杆与一个连接件192相连接。活塞184，188分别在第一和第二汽缸180，182内限定出第一和第二蒸汽室194，196。蒸汽通过一个第一蒸汽阀198进入到第一蒸汽室194，而蒸汽通过一个第二蒸汽阀200进入到第二蒸汽室196。第一蒸汽室194通过一个第一真空阀202控制连通一个真空箱。第二蒸汽室196通过一个第二真空阀204控制连通一个真空箱。

连接件192与一个枢轴杆208的低端206枢轴连接。枢轴杆的顶端通过一个止块-沟槽机构210连接到一个固定梁212上。枢轴杆208设置在对置的信号旋钮214之间，该信号旋钮依次与一个机构(未示出)相连用以执行做功。当连接活塞连杆186，190往复运动时，枢轴杆208的低端部206同样驱动枢轴杆相对梁212枢轴转动。因此，信号旋钮214在往复过程中被驱动。由于信号旋钮被插入到连接件192和梁212之间，发动机产生作用力通过杠杆比率作用在枢轴点上。

图5显示一个本发明的第四实施例，所不同在于一个水平杆222的底端部220与枢轴杆208枢轴相连。水平杆的远端部224与一个轮盘226的外周枢轴相连。当连接件192处于往复运动时，使得水平杆222的远端部224以箭头所示圆周方向运动。

图6显示一个本发明的第五实施例，包括两个方向相同且平行设置的汽缸230，232，其具有第一和第二活塞234，236以及第一和第二活塞连杆238，240。在本实施例中，一个连接连杆240与每个活塞连杆的远端部242枢轴相连。延伸部的远端部244旋转连接到曲轴拉杆246，248上。两个拉杆相对彼此对置安装并且以一个与活塞连杆运动平面相垂直的轴线转动。如上所述，容易理解一个活塞的做功冲程会驱动另一个活塞完成蒸汽进气冲程。两个安装拉杆的旋转传递到一个相连圆盘250上用以执行做功。

图7显示一个本发明的第六实施例，其与图6所示的实施例非常的相似，所不同在于增加了一个第三汽缸252、一个活塞254和一个活塞连杆256。一个第三曲轴拉杆258通过活塞连杆256和一个连接连杆240连接第三活塞254。在本实施例中，第一活塞234处于压缩位置使得第一曲轴拉杆246处于其旋转最内侧位置(0°)。第二活塞移动一个最大路径通过蒸汽进气冲程而达到膨胀位置，使得第二曲轴拉杆248处于其完成旋转的大约120°的位置上，该位置朝向最外侧的位置(180°)。第三活塞254正在开始移动通过一个做功冲程，其位置靠近并离开膨胀位置，这样使得第三曲轴拉杆258相对于第二曲轴拉杆248增加转动120°，或者相对于第一曲轴拉杆246增加转动240°。三个相对方位的活塞和拉杆具有这样的优点，使得在做功冲程一蒸汽进气循环中，三个汽缸中总是存在一个汽缸运动通过做功冲程而驱动其他汽缸中的活塞。对于本领域的技术人员容易理解的是图6和7所示的实施例可以由一个两冲程蒸汽真空发动机的实施例所替换，该发动机包括多个汽缸，汽缸中的活塞相互连接同步运动，并且可由本发明的另一个实施例替换，其包括多于三个的本发明所涵盖的汽缸。

图8显示一个本发明的第七实施例，包括两个对置汽缸270，272，其具有活塞274，276和通过连接件282连接在一起的活塞连杆278，280。在本实施例中，连接件安装有一个横轴，该横轴的每个端部上安装有双边滑块286，用于沿着滑杆288往复导向滑动。

图9显示一个本发明的第八实施例，包括一个第一和第二汽缸300，302，一个第一和第二活塞304，306，一个通过一个连接件312连接的第一和第二活塞连杆308，310，活塞限定出第一和第二蒸汽室314，318的区域。在本实施例中，蒸汽和真空阀连接在对应汽缸的外端部而不是内端部上。这样，一个第一蒸汽阀320用于控制蒸汽进入第一蒸汽室314，而一个第二蒸汽阀322用于控制蒸汽进入第二蒸汽室318。一个第一真空阀324用于控制第一蒸汽室314和真空箱的连通，而一个第二真空阀325用于控制第二蒸汽室318和真空箱的连通。

如上所述，空气必须进入空气室314，318中以推动活塞304，306完成做功冲程。相反地，在蒸汽进气冲程中，空气必须从汽缸的空气室中自由排出，以使空气推动其他汽缸中的活塞完成做功冲程。一般地，整个做功冲程会延迟发生直到空气阀打开为止。空气流入管326位于第一和第二汽缸的内端部上，其为活塞304，306背面的第一和第二空气室328，330提供空气。一个第一空气阀332控制空气流入到第一空气室328。类似地，一个第二空气阀334控制空气流入到第二空气室330。一个第一单向阀336位于第一汽缸300的内端部与第一空气室328相连。第一单向阀336允许空气流出第一空气室328，但不允许任何压力的空气流入空气室。类似地，一个第二单向阀338位于第二汽缸302的内端部允许空气流出第二空气室330，但却不允许空气流入空气室。空气阀332，334和单向阀336，338用于控制活塞304，306的移动速度。例如，限制空气流入到空气室328而使得活塞304移动通过一个做功冲程的速度减慢或延迟该做功冲程。可选地，通过关闭单向阀338阻止空气流出空气室330，这将会增加空气室330的压力从而延迟活塞304完成做功冲程的过程。本领域的技术人员可以认识到存在着许多种使用空气阀332，334和单向阀336，338的方法，用来控制活塞304，306往复运动的速度。每个阀门打开的延迟或提前是容易控制的。对发明实现电子控制使得本发明可以与由电脑操纵。容易理解根据具体情况或为了加强控制，可以在每个汽缸上安装多个单向阀和空气阀。

图10显示了本发明的第九实施例，其中第一和第二汽缸350，352以平行排列方式设置。横轴354安装在第一和第二活塞连杆356，358的远端处。一个托架360安装在横轴354上并且一个滑块362安装在该托架上，该滑块安装在两个用以导向其往复运动的导杆366上。连接连杆364与托架360的远端枢轴相连，并且该托架的轴线垂直于活塞连杆356，358。在装置的常规运行中，当活塞连杆356，358处于往复运动时，横轴354、托架360和滑块362沿着导杆366移动用于控制连接连杆364的位置。延伸杆364的远端枢轴连接一个曲轴拉杆368，该曲轴拉杆围绕曲轴370旋转，并且一个轮盘和齿轮372依次连接到曲轴370上用以做功。

图10所示的第一汽缸350通过气口374进入蒸汽和排出蒸汽到真空箱，该气口位于汽缸的左侧。图示第一活塞376的位置处于膨胀位置，这样蒸汽室378准备进入做功冲程。相反地，第二汽缸352通过气口380进入蒸汽和排出蒸汽到真空箱，该气口位于汽缸的右侧。图示第二活塞382的位置处于压缩位置，处于做功冲程过程的末端。因此，活塞376，382以平行排列的方式移动，则使得延伸轴往复运动并将其转化成曲轴拉杆368的旋转运动。在装置的常规运行中，当第二汽缸352完成做功冲程后使得活塞376，382达到如图10所示位置，则延伸轴364使得曲轴拉杆368旋转达到如图10所示位置。当第一汽缸350移动通过做功冲程，使得活塞376，382达到如图11所示位置，则延伸轴364使得曲轴拉杆368旋转达到如图11所示位置。

图12显示一个本发明第十一实施例，其中第一和第二汽缸390，392以平行关系布置，并且蒸汽阀394，396和真空阀398，400在汽缸内端部处与空气室连通。空气阀402，404设置在汽缸390，392的外端部，用于控制空气以箭头所示方向进入到汽缸的空气室中。单向阀406，408设置在汽缸390，392的外端部，用于控制空气从汽缸中排出。单向阀406，408阻止空气通过单向阀进入到汽缸390，392，但允许空气以旁边箭头所示的方向从汽缸中排出。如上所述，空气阀402，404和单向阀406，408可以用来控制汽缸390，392中活塞410，412往复运动的速度。一个垂直臂414从连接件416处向上延伸，该臂414的上部与连接臂418枢轴连接。连接臂418的远端部420枢轴连接到一个旋转轮盘422的圆周上，这样使得活塞410，412的往复运动转化成轮盘422的旋转运动。

图13给出了本发明的第十二个实施例，其中第一和第二汽缸430，432以平行关系布置。一个垂直臂434安装在连接件436上并向上延伸。垂直臂434的上端部438与水平活塞连杆440相连接。位于每个活塞连杆440端部的，在真空泵446，448内往复运动的活塞442，444与第一和第二汽缸430，432的活塞450，452前后纵向排列。真空泵446，448与真空箱450相连通，从而在发动机运行期间活塞450，452的往复运动将驱动活塞连杆440操纵真空泵446，448自动地填充真空箱450。

图14示出了根据本发明的蒸汽真空发动机的第十三个实施例，其包括第一汽缸500和第二汽缸502。第一汽缸500具有第一活塞504和连接第一活塞504的第一活塞连杆506。第一活塞504可在压缩位置A和膨胀位置B之间运动，如虚线所示，其限定了第一蒸汽室508的边界。第二汽缸502具有第二活塞510和连接第二活塞510的第二活塞连杆512。第二活塞可在压缩位置A’和膨胀位置B’之间运动，如虚线所示，其限定了第二蒸汽室514的边界。第一和第二活塞连杆506，512通过一个连接件516相连接。

用于提供蒸汽的锅炉520通过第一蒸汽阀522与第一蒸汽室508连接，同时通过第二蒸汽阀524与第二蒸汽室514连接。第一空气阀526控制进入第一空气室528的空气。类似地，第二空气阀530控制进入第二空气室532的空气。在第一汽缸500的蒸汽进气冲程期间，单向阀534和536允许空气从空气室528中排出；在第二汽缸502的蒸汽进气冲程期间，单向阀538和540允许空气从第二空气室532中排出。单向阀534，536，538，540阻止不是通过空气阀526，530返回的空气进入空气室528，530。

第一真空阀548控制第一蒸汽室508与直立的热交换器544和水平的热交换器546的连通。第二真空阀550控制第二蒸汽室514与直立的热交换器544和水平的热交换器546的连通。直立的热交换器544布置成几乎邻接于蒸汽室508，514，这样有利于在每个做功冲程开始时蒸汽室中的蒸汽的快速流动。冷却液穿过热交换器544，其在冷却管路552中的流动方向如图中箭头所示，用以在直立的热交换器内部冷却。直立的热交换器544和水平的热交换器546直接连通，水平的热交换器和主真空箱554的连通由真空控制阀556控制。冷凝物排出管路558从直立的热交换器544下垂并向下延伸到冷凝物收集箱560，用于把在直立的热交换器544和蒸汽室508，514中收集的冷凝物利用重力排放到冷凝物收集箱560中。利用连接管路564的一倒U形部分562来防止通过冷凝物排出管路558下落的冷凝物流入到水平的热交换器546中。倒U形部分通过水平腿566连接到冷凝物排出管路558上，从而蒸汽可以通过管路564自由流向水平的热交换器546，但是通过U形部分防止冷凝物流入水平的热交换器546中，即使冷凝物已进入到中间腿566中。

真空泵570与主真空箱554和辅助真空箱572连通。真空泵阀574允许真空泵570隔离。真空控制阀576控制真空泵570和主真空箱554之间的连通。真空控制阀632控制真空泵570和辅助真空箱572之间的连通。真空控制阀580直接控制主真空箱554和辅助真空箱572之间的连通。真空箱冷凝阀582控制主真空箱554和冷凝物收集箱560之间的连通。穿过冷凝物排出管路558的冷凝物排出管路控制阀584控制直立的热交换器544和蒸汽室508，514以及冷凝物收集箱560之间的连通。

喷射器586将水喷射到主真空箱554中以辅助冷却主真空箱554。主真空箱554中收集的残余冷凝物利用重力穿过真空箱冷凝管路588经由真空箱冷凝阀582排放到冷凝物收集箱560中。类似地，来自直立的热交换器544的冷凝物利用重力穿过冷凝物排出管路558排放到冷凝物收集箱560中。

根据本发明，有两种清除冷凝物收集箱560中的冷凝物的方法。根据第一种方法，通过关闭收集控制阀592封闭容积590与主真空箱554，572间的连通。然后打开螺旋阀596使容积590与存储室594连通。之后利用活塞连杆600使布置在冷凝物收集箱590中的活塞598运动来压缩容积590。压缩了的容积590使其中收集的冷凝物流入存储室594中。然后通过关闭螺旋阀596封闭存储室594与冷凝物收集箱560中的容积590间的连通。打开空气阀602使水从存储室594中排出。也可以利用重力将水从存储室594中排出。作为替换，也可以利用泵将水从存储室594中抽出。然后关闭空气阀602使存储室594与环境空气密封，之后存储室再次与冷凝物收集箱560的容积590相通以使存储室594中存在的空气能够进入容积590中。然后打开收集控制阀592使容积590与真空连通，于是冷凝物收集箱560的容积590内重新建立起真空。

清除冷凝物收集箱560中冷凝物的第二种方法是，利用空气推动活塞来压缩容积590。该方法首先通过关闭第一收集控制阀592切断第一容积590与真空的连通，然后通过打开第一螺旋阀596使第一容积590与第一存储室594连通。之后通过关闭第二收集控制阀606切断第二容积604与真空的连通。然后通过打开第二螺旋阀608和第二空气阀610使第二容积604与环境空气相通。由于第二容积604与环境空气相通的同时第一容积590仍然处于真空状态，因此第二容积中的空气压力使第二容积604膨胀，同时使第一容积590压缩。以与上述第一种方法类似的方式清除第一存储室594中的冷凝物，首先通过关闭第一螺旋阀596切断第一存储室594与第一容积590的连通，同时通过打开第一空气阀602使存储室594与环境空气相通，从而使冷凝物从第一存储室594中排出，之后关闭第一空气阀602切断第一存储室594与环境空气的连通。接下来通过关闭第二螺旋阀608和第二空气阀610切断第二容积604与环境空气的连通。然后通过打开第一螺旋阀596使第一存储室594与第一容积590连通，允许存储室594中的空气进入到当前被压缩了的第一容积590中。最后，打开第一收集控制阀592使第一容积590与真空连通，打开第二收集控制阀606使第二容积与真空连通，从而冷凝物收集箱560的第一和第二容积590，604内都恢复为真空。可接受的是，该方法可以反过来清除第二容积604中收集的冷凝物，通过把冷凝物送到第二存储室605中排出。根据上述任一种方法从冷凝物收集箱560中清除掉的冷凝物排向排出物容器612中。

继续参照图14，第一和第二辅助真空泵614，616每个都具有一个内部容积，该容积基本上小于汽缸500，502的总容积。第一真空泵614包括一个可纵向移动的真空泵活塞618。类似地，第二辅助真空泵616包括一个可纵向移动的第二真空泵活塞620。第一真空泵活塞连杆622连接第一真空泵活塞618。第二真空泵活塞连杆624连接第二真空泵活塞620。真空泵活塞连杆622，624通过辅助连接件626连接，辅助连接件626又通过动力输出轴628与连接件516刚性连接。因此，活塞504，510运动驱动真空泵活塞618，620运动。单向阀634允许从真空管路泵送空气到辅助真空泵614，616中，但是禁止非此目的的空气进入系统。单向阀625允许空气从真空泵泵送出去，但是禁止空气进入真空泵。根据需要，例如，为了维修，阀579允许辅助真空泵614，616随意隔离。

辅助真空泵614，616提供可替代的真空源，其由汽缸500，502中的做功冲程驱动。在较佳的运行模式中，真空经由辅助真空管路630传送给辅助真空箱572，关闭阀632使辅助真空箱572与真空泵570隔断，关闭阀580使辅助真空箱572与主真空箱554隔断，关闭真空箱冷凝阀582和冷凝物排出管路控制阀584使汽缸500，502、直立的热交换器544、水平的热交换器546以及主真空箱554与辅助真空箱572、冷凝物收集箱560以及辅助真空泵614，616隔断，同时保持主真空箱554和真空泵570之间的连通。这样，根据上述方法之一把冷凝物从冷凝物收集箱560中清除掉以后，进入到发动机中的空气会运行到辅助真空箱中，由于辅助真空泵614，616的作用辅助真空箱中会恢复真空状态，不会影响主真空箱554中的真空，从而能使活塞504，510继续运行，因此不会因空气的侵入对蒸汽室508，514造成不良影响。

附图14所示的实施例具有显著的优点，包括辅助真空箱572和辅助真空泵614，616的辅助真空系统能够单独运行恢复冷凝物收集箱中的真空，在冷凝物从本系统中排出以后。相应地，主真空箱554继续向水平的热交换器546、活塞500，502以及直立的热交换器544提供真空。当因从冷凝物收集箱560排出冷凝物导致空气被引入到本发动机系统时，可以单独使用辅助真空箱使冷凝物收集箱恢复真空。

上面描述了蒸汽真空发动机的一些优选实施例。虽然描述和公开了优选实施例，但是本领于技术人员能够理解属于本发明的精髓和范围之内的修改。附属的权利要求是为了涵盖所有的这种修改。

本发明至少在能源产品生产上具有适用性。

Claims (47)

1、一种两冲程蒸汽真空发动机，其包括：

多个汽缸，每个汽缸具有一个蒸汽室和一个限定所述蒸汽室边界的活塞，所述活塞可在膨胀位置和压缩位置之间运动，

一个做功冲程，所述活塞从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定为做功冲程，

一个蒸汽进气冲程，所述活塞从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定为蒸汽进气冲程，

一真空装置，

多个第一阀，在所述做功冲程期间控制所述蒸汽室与所述真空装置的连通，

多个第二阀，在所述蒸汽进气冲程期间控制为允许蒸汽进入所述蒸汽室，

所述的多个活塞被连接为同步运动，

所述多个汽缸中的一个汽缸的所述做功冲程驱动其余汽缸中的所述活塞运动。

2、根据权利要求1的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

至少一个直立的热交换器，其可被控制为与所述多个汽缸中的每一个汽缸的所述蒸汽室连通，所述至少一个直立的热交换器与所述真空连通。

3、根据权利要求2的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述直立的热交换器具有一水平宽度和一比所述宽度大的纵向尺寸。

4、根据权利要求3的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

至少一个直立的热交换器布置为靠近所述多个汽缸中的每一个汽缸。

5、根据权利要求3的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

至少一个用于循环冷却流体的冷却管路，所述至少一个冷却管路布置在所述至少一个直立的热交换器中。

6、根据权利要求3的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个水平的热交换器，其具有第一端口和第二端口，其中第一端口用于与所述的至少一个直立的热交换器及与所述的多个汽缸连通，第二端口用于与所述真空连通。

7、根据权利要求2的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述的至少一个直立热交换器包括多个直立的热交换器。

8、根据权利要求1的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个冷凝物收集箱，其可可被控制为与所述的多个汽缸连通。

9、根据权利要求2的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个与所述的至少一个直立热交换器连通的冷凝物收集箱，所述冷凝物收集箱布置在所述直立热交换器的下面。

10、根据权利要求9的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个冷凝物排出管路，其从所述至少一个直立热交换器垂下并延伸到所述冷凝物收集箱，以及

一个真空连接管路，其具有一水平腿和一倒U型部分，所述水平腿具有连接所述冷凝物排出管路的第一端部和连接所述U型部分的第二端部，所述U型部分与所述真空连通。

11、根据权利要求10的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述真空包括一真空箱，以及

一水平热交换器与所述真空箱连通，所述真空连接管路的U型部分与所述水平热交换器连接。

12、根据权利要求9的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述冷凝物收集箱具有一个第一侧，一个第二侧，一内表面和一活塞，所述活塞可在邻近所述第一侧的第一位置和邻近所述第二侧的第二位置之间纵向运动，所述活塞在所述第一和第二位置之间运动清扫所述内表面以清除冷凝物。

13、根据权利要求12的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述活塞限定的邻近所述第一侧的第一容积和邻近所述第二侧的第二容积，

第一收集控制阀，其用于控制所述的第一容积与所述的至少一个直立热交换器之间的连通，

第二收集控制阀，其用于控制所述的第二容积与所述的至少一个直立热交换器之间的连通，

与所述冷凝物收集箱的所述第一容积连通的第一螺旋阀，

与所述第一螺旋阀连通的第一空气阀，所述的第一空气阀控制所述第一螺旋阀与环境空气的连通，

与所述冷凝物收集箱的所述第二容积连通的第二螺旋阀，

与所述第二螺旋阀连通的第二空气阀，所述的第二空气阀控制所述第二螺旋阀与环境空气的连通。

14、根据权利要求1的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述真空包括一真空箱，所述真空箱具有内部和向所述内部引入水的喷射器。

15、根据权利要求1的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述多个汽缸中的每一个汽缸都有一内部容积，

一个辅助真空箱，

至少一个辅助真空泵，所述辅助真空泵具有一个真空泵汽缸和一个真空泵活塞，所述真空泵汽缸具有一基本上比所述多个汽缸的总的内部容积小的内部容积，所述真空泵活塞在所述真空泵汽缸内的第一位置和第二位置之间纵向运动，所述真空泵活塞与所述多个活塞相连以同步运动，以及

一个单向阀，其同时与所述的至少一个辅助真空泵和所述的辅助真空箱连通，所述单向阀阻止所述辅助真空箱与来自所述至少一个辅助真空泵的空气连通。

16、根据权利要求15的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个冷凝物收集箱，其可可被控制为与所述多个汽缸连通，所述辅助真空箱与所述冷凝物收集箱连通。

17、根据权利要求1的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个真空泵，

一个真空箱，其与所述的多个汽缸以及所述的真空泵连通，

一个冷凝物收集箱，其与所述的多个汽缸以及所述真空箱连通，

一个辅助真空箱，其与所述真空泵、所述真空箱以及所述冷凝物收集箱连通，

由所述活塞运动驱动的至少一个辅助真空泵，所述的至少一个辅助真空泵与所述辅助真空箱连通，以及

多个第三阀，其用于使所述真空箱与所述辅助真空箱以及所述冷凝物收集箱隔断。

18、一种两冲程蒸汽真空发动机，其包括：

多个汽缸，每个汽缸具有一个内部容积，每个汽缸具有一个蒸汽室和一个限定所述蒸汽室边界的活塞，所述活塞可在膨胀位置和压缩位置之间运动，

一个做功冲程，所述活塞从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定为做功冲程，

一个蒸汽进气冲程，所述活塞从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定为蒸汽进气冲程，

一个主真空箱，

多个第一阀，在所述做功冲程期间控制所述蒸汽室与所述主真空箱的连通，

多个第二阀，在所述蒸汽进气冲程期间控制为允许蒸汽进入所述蒸汽室，

所述的多个活塞被连接为同步运动，

所述多个汽缸中的一个汽缸的所述做功冲程驱动其余汽缸中的所述活塞运动，

一个冷凝物收集箱，其与所述多个汽缸连通并布置在所述多个汽缸的下面，

一个辅助真空箱，

至少一个辅助真空泵，所述辅助真空泵具有一个辅助真空泵汽缸和一个辅助真空泵活塞，所述真空泵汽缸具有一基本上比所述多个汽缸的总的内部容积小的内部容积，所述辅助真空泵活塞在所述真空泵汽缸内的第一位置和第二位置之间纵向运动，所述辅助真空泵活塞与所述多个活塞相连以同步运动，以及

一个单向阀，其同时与所述至少一个辅助真空泵和所述辅助真空箱连通，所述单向阀阻止所述辅助真空箱与来自所述至少一个辅助真空泵的空气连通。

19、根据权利要求18的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述多个汽缸包括具有第一活塞的第一汽缸和具有第二活塞的第二汽缸，

连接所述第一活塞的第一活塞连杆，

连接所述第二活塞的第二活塞连杆，

以线性关系连接所述第一和第二活塞的连接件。

20、根据权利要求19的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述至少一个辅助真空泵包括第一辅助真空泵和第二辅助真空泵，所述第一辅助真空泵包括第一辅助真空泵汽缸、第一辅助真空泵活塞和连接所述第一辅助真空泵活塞的第一辅助真空泵活塞连杆，所述第二辅助真空泵包括第二辅助真空泵汽缸、第二辅助真空泵活塞和连接所述第二辅助真空泵活塞的第二辅助真空泵活塞连杆，所述第一和第二辅助真空泵活塞以线性关系连接并与所述连接件相连。

21、一种清除两冲程蒸汽真空发动机冷凝物的方法，所述蒸汽真空发动机具有多个汽缸，每个汽缸具有一个蒸汽室和一个限定所述蒸汽室边界的活塞，所述活塞可在膨胀位置和压缩位置之间运动，一个做功冲程，所述活塞从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定为做功冲程，一个蒸汽进气冲程，所述活塞从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定为蒸汽进气冲程，一真空，多个在做功冲程期间控制该蒸汽室与该真空连通的第一阀，多个在蒸汽进气冲程期间允许蒸汽进入该蒸汽室的第二阀，多个活塞被连接为同步运动，多个汽缸中的一个汽缸的做功冲程驱动其余汽缸中的活塞运动，该方法包括：

封闭冷凝物收集箱中的容积使其与真空的连通隔断，

使所述真空与一存储室连通，

压缩所述容积，

使所述容积中的冷凝物移动到所述存储室中，

使所述存储室与所述容积隔断，

使所述存储室与环境空气连通，

把冷凝物从所述存储室中排出，

使所述存储室与环境空气隔断，

使所述存储室与所述容积连通，以及

使所述容积与真空连通。

22、一种清除两冲程蒸汽真空发动机冷凝物的方法，所述蒸汽真空发动机具有多个汽缸，每个汽缸具有一个蒸汽室和一个限定所述蒸汽室边界的活塞，所述活塞可在膨胀位置和压缩位置之间运动，一个做功冲程，所述活塞从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定为做功冲程，一个蒸汽进气冲程，所述活塞从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定为蒸汽进气冲程，一真空，多个在做功冲程期间控制该蒸汽室与该真空连通的第一阀，多个在蒸汽进气冲程期间允许蒸汽进入该蒸汽室的第二阀，多个活塞被连接为同步运动，多个汽缸中的一个汽缸的做功冲程驱动其余汽缸中的活塞运动，该方法包括：

封闭冷凝物收集箱中的第一容积使其与真空的连通隔断，所述第一容积由所述冷凝物收集箱的内表面和一活塞限定，

使所述第一容积与一存储室连通，

封闭冷凝物收集箱中的第二容积使其与真空的连通隔断，所述第二容积由所述内表面和所述活塞限定，

使所述第二容积与环境空气连通，

扩大所述第二容积同时压缩所述第一容积，

使所述第一容积中的冷凝物移动到所述存储室中，

使所述存储室与所述第一容积隔断，

使所述存储室与环境空气连通，

把冷凝物从所述存储室中排出，

使所述存储室与环境空气隔断，

使所述第二容积与环境空气隔断，

使所述存储室与所述第一容积连通，

使所述第一容积与真空连通，以及

使所述第二容积与真空连通。

23、一种两冲程蒸汽真空发动机，其包括：

具有第一活塞和第一蒸汽室的第一汽缸，所述第一活塞限定了所述第一蒸汽室的边界，

具有第二活塞和第二蒸汽室的第二汽缸，所述第二活塞限定了所述第二蒸汽室的边界，

所述第一和第二活塞被连接为同步运动，

每个汽缸中的每个活塞都可在一膨胀位置和一压缩位置之间运动，从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定一个做功冲程，从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定一个蒸汽进气冲程，所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于进气冲程的同时所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸处于蒸汽进气冲程，

多个阀，其在每个汽缸的做功冲程期间控制所述第一和第二汽缸之一的所述蒸汽室与一真空连通，

所述的多个阀进一步控制为在每个汽缸的蒸汽进气冲程期间允许蒸汽进入第一和第二汽缸之一的所述蒸汽室。

24、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

连接所述第一活塞的第一活塞连杆，

连接所述第二活塞的第二活塞连杆，以及

连接所述第一和第二活塞的连接件。

25、根据权利要求24的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述第一和第二活塞连杆布置为平行关系。

26、根据权利要求24的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述第一和第二活塞连杆以线性关系固定。

27、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一蒸气源，其可可被控制为与所述第一和第二蒸汽室连通。

28、根据权利要求27的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述蒸汽源包括一个蒸汽存储器。

29、根据权利要求27的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述蒸汽源包括至少一个太阳能集热器。

30、根据权利要求27的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述多个阀包括多个用于控制所述蒸汽源与所述第一和第二蒸汽室连通的蒸汽阀。

31、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

在进气冲程期间允许进入所述蒸汽室的蒸汽的压力约等于大气压。

32、根据权利要求27的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

来自所述蒸汽源的蒸汽以高于大气压3-5p.s.i的压力提供给所述第一和第二蒸汽室。

33、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一真空，其可可被控制为与所述第一和第二蒸汽室连通。

34、根据权利要求33的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述多个阀包括多个真空阀，其用于控制所述真空与所述第一和第二蒸汽室的连通。

35、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一蒸汽源，其可可被控制为与所述第一和第二蒸汽室连通，以及

一真空，其可可被控制为与所述第一和第二蒸汽室连通，

在所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于进气冲程期间，该汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述真空的连通同时总体上通向所述蒸汽源，所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述蒸汽源的连通同时总体上通向所述真空，以及

在所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于做功冲程期间，该汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述蒸汽源的连通同时总体上通向所述真空，所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述的连通真空同时总体上通向所述蒸汽源。

36、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

一个与所述第一和第二活塞连接的套管伸缩轴，其用于把动力传送到机械。

37、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述第一和第二汽缸中的每一个汽缸都具有一顶壁，每个汽缸内的所述顶壁和所述活塞限定一空气室。

38、根据权利要求37的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述第一和第二汽缸中的每一个汽缸都具有至少一个用于控制流入所述空气室的空气的空气阀。

39、根据权利要求38的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述第一和第二汽缸中的每一个汽缸都具有至少一个用于从所述空气室排出空气的单向阀。

40、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述多个阀包括用于控制来自蒸汽源的蒸汽进入所述第一蒸汽室的第一蒸汽阀，用于控制来自蒸汽源的蒸汽进入所述第二蒸汽室的第二蒸汽阀，用于控制所述真空与所述第一蒸汽室连通的第一真空阀，以及用于控制所述真空与所述第二蒸汽室连通的第二真空阀。

41、根据权利要求40的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

第一开关，其有选择地连接所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，所述第一开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态时，所述第一开关同时打开所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，在所述第二状态时，所述第一开关同时关闭所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，

第二开关，其有选择地连接所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，所述第二开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态时，所述第二开关同时打开所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，在所述第二状态时，所述第二开关同时关闭所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，

第一控制器，其用于控制所述第一开关的状态，以及

第二控制器，其用于控制所述第二开关的状态，所述第二控制器和第一控制器连结，所述第一和第二控制器在第一状态和第二状态之间同步移动，在第一位置时所述第一开关处于所述第一状态同时所述第二开关处于所述第二状态，在所述第二位置时所述第一开关处于所述第二状态同时所述第二开关处于所述第一状态，以及

所述连接件与所述控制器循环接触，以使所述控制器在所述第一和第二位置间移动。

42、根据权利要求41的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

所述第一控制器包括一个第一旋转臂，同时所述第二控制器包括一个第二旋转臂，

连接件枢轴地连接所述第一和第二旋转臂，

所述连接件布置在所述第一和第二旋转臂之间，所述连接件的循环运动包括直线往复运动。

43、根据权利要求23的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

至少一个热交换器，其可可被控制为与所述第一蒸汽室和第二蒸汽室连通，所述热交换器与所述真空连通。

44、根据权利要求43的两冲程蒸汽真空发动机，进一步包括：

至少一个膨胀室，其可可被控制为与所述第一蒸汽室和第二蒸汽室连通，所述膨胀室与所述热交换器连通。

45、根据权利要求44的两冲程蒸汽真空发动机，其中：

所述至少一个膨胀室包括至少一个第一膨胀室和一个第二膨胀室，所述第一膨胀室可被控制为与所述第一蒸汽室连通，所述第二膨胀室可被控制为与所述第二蒸汽室连通。

46、一种蒸汽真空发动机，包括：

具有第一活塞和第一蒸汽室的第一汽缸，所述第一活塞限定所述第一蒸汽室的边界，

连接所述第一活塞的第一活塞连杆，

具有第二活塞和第二蒸汽室的第二汽缸，所述第二活塞限定所述第二蒸汽室的边界，

连接所述第二活塞的第二活塞连杆，

连接所述第一和第二活塞连杆的连接件，

蒸汽源，其可被控制为与所述第一蒸汽室和所述第二蒸汽室连通，

真空装置，其可被控制为与所述第一蒸汽室和所述第二蒸汽室连通，

多个阀，用于控制所述蒸汽源与所述第一和第二蒸汽室连通，以及用于控制所述真空与所述第一和第二蒸汽室连通的，

每个汽缸中的每个活塞都可在一膨胀位置和一压缩位置之间运动，当所述汽缸的所述活塞位于所述膨胀位置时，所述汽缸的蒸汽室具有一膨胀容积，所示活塞从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定一个做功冲程，当所述汽缸的所述活塞位于所述压缩位置时，所述汽缸的蒸汽室具有一压缩容积，所述活塞从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定一个蒸汽进气冲程，所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于进气冲程的同时所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸处于蒸汽进气冲程，

在所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于进气冲程期间，该汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述真空的连通同时总体上通向所述蒸汽源，所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述蒸汽源的连通同时总体上通向所述真空，以及

在所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于做功冲程期间，该汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述蒸汽源的连通同时总体上通向所述真空，所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸的蒸汽室总体上关闭与所述的连通真空同时总体上通向所述蒸汽源，

随着所述连接件的循环运动所述做功冲程和所述蒸汽进气冲程不断更替，

可操作所述连接件与所述多个阀的连通，以打开和关闭所述阀。

47、一种蒸汽真空发动机，包括：

具有第一活塞的第一汽缸，所述第一话塞限定一第一汽缸室，

连接所述第一活塞的第一活塞连杆，

具有第二活塞的第二汽缸，所述第二活塞限定一第二汽缸室，

连接所述第二活塞的第二活塞连杆，

以线性关系连接所述第一和第二活塞连杆的连接件，其用于使所述活塞同步运动，

与所述第一汽缸和所述第二汽缸连通的蒸汽源，

用于控制来自蒸汽源的蒸汽进入所述第一汽缸的第一蒸汽阀，

用于控制来自蒸汽源的蒸汽进入所述第二汽缸的第二蒸汽阀，

与所述第一汽缸和所述第二汽缸连通的真空装置，

用于控制所述真空与所述第一汽缸连通的第一真空阀，

用于控制所述真空与所述第二汽缸连通的第二真空阀，

第一开关，其可操作地连接所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，用于同时打开或者关闭所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，所述第一开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态时，所述第一开关同时打开所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，在所述第二状态时，所述第一开关同时关闭所述第一蒸汽阀和所述第二真空阀，

第二开关，其可操作地连接所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，用于同时打开或者关闭所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，所述第二开关具有第一状态和第二状态，在所述第一状态时，所述第二开关同时打开所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，在所述第二状态时，所述第二开关同时关闭所述第二蒸汽阀和所述第一真空阀，

第一控制器，其用于控制所述第一开关的状态，以及

第二控制器，其用于控制所述第二开关的状态，所述第二控制器和第一控制器连结，所述第一和第二控制器在第一状态和第二状态之间同步移动，在第一位置时所述第一开关处于所述第一状态同时所述第二开关处于所述第二状态，在所述第二位置时所述第一开关处于所述第二状态同时所述第二开关处于所述第一状态，

每个汽缸中的每个活塞都可在一膨胀位置和一压缩位置之间运动，当所述汽缸的所述活塞位于所述膨胀位置时，所述汽缸的蒸汽室具有一膨胀容积，所示活塞从所述膨胀位置向所述压缩位置的运动限定一个做功冲程，当所述汽缸的所述活塞位于所述压缩位置时，所述汽缸的蒸汽室具有一压缩容积，所述活塞从所述压缩位置向所述膨胀位置的运动限定一个蒸汽进气冲程，所述第一和第二汽缸中的一个汽缸处于进气冲程的同时所述第一和第二汽缸中的另一个汽缸处于蒸汽进气冲程，

所述连接件与所述控制器循环接触，以使所述控制器在所述第一和第二位置间移动。

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