CN101351634A - 能源发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种封闭系统(80)，其中的发生器/发动机(26，10)使在各种能量部件之间的共生关系相结合以改善燃料的效率。因此，由氢/LQ－气体驱动的反应室可提供用于驱动发动机的燃料。由氢燃料驱动的汪克尔内燃机(34)驱动涡轮发动机(48)，该涡轮发动机是由汪克尔发动机(34)所提供的排出气体(22，40)驱动的。
Description
技术领域
本发明涉及一种使不同能源部件之间的共生关系相结合以提高燃料的燃烧效率的能源发生器(或发电机)以及该结合方法。
背景技术
人们估算，到2025年为满足对石油和其它石油基产品的需要，与十个沙特阿拉伯新油田等量的油田必须投入生产。由此增加的区域性冲突将可能在油田探测方面产生。
利用石油作为燃料是涉及生物圈和人民生活质量的大问题。内燃机(ICE)及与其使用有关的现有问题除油的短缺以外，还包括社会对产生污染和相关危险的能源的依赖，它对全球变暖及气候问题所起的作用，它在有毒烟雾，废物和滥用能量方面所造成的健康问题等。当前，内燃机是与高耗油率紧密相关的。自内燃机产生之日起，它的燃油效率只是稍有提高，远远落后于例如电信，计算机和制药等，仅举几例，其他产业的技术发展。
在油基燃料的燃烧过程中产生的二氧化碳大大增加了所谓的温室气体效应。越来越多的证据表明，这种温室效应将加速引导地球走向全球范围的生态灾难。
关于有毒烟雾，世界卫生组织(WHO)在其2000年度的健康报告中指出，主要由内燃机造成的空气污染在全球范围内每年可使三百万人致死。
传统的生物燃料(如乙醇)的使用可对石油消耗能提供某些缓减，但是其燃烧过程仍然浪费能量。如果社会转向使用生物燃料来代替80mbd的石油，大部分用于运输目的，那么就需要科学地种植58,000,000个足球场大小的甜甘蔗田。如果社会考虑到可以足够快地投产而改用天然气的话，但天然气只够供使用50年。这些石油的替代燃料中没有一种燃料是完全可再生的。
因此，显然具有对一种燃料的需要，该燃料可以取消与当前燃料的燃烧形式及其机械有关的问题。
发明内容
本发明理解了氢和由氢的混合物操纵的机械以及由本发明催化系统按需要产生的特殊混合气体，该混合气体具有化学分子式为2H2+O2的燃气/氢-氧燃气，此后在本说明书的全文中都称为LQ-气体，该混合气体可以和汽油，甲烷，乙醇，柴油或其他的专用的燃料混合物相混合，从而提供了一种能解决或至少减轻上述社会问题的能源。氢和本发明特别产生的LQ-气体被认为是完全可再生的，并且目前还没有可以取代其使用的公认的替代品。LQ-气体当它燃烧时具有支持特性并且不需要外界的氧气进行反应，由此可以非常高效率地释放能量，并且对周围环境没有污染，它可以在本发明的封闭的再循环系统中被完善地使用。
因此，本发明提出了一种使不同能源部件之间的共生关系相结合以提高燃料的燃烧效率的能源发生器，本发明包括：
容器，该容器包含氢，氧，水的气态混合物；
反应室，该反应室产生燃料，用来以可控的电磁频率驱动发动机；
燃料的再循环容器；
由2H2+O2气体混合物燃料驱动的汪克尔内燃机，用汪克尔内燃机的排出气体驱动涡轮发动机，该涡轮发动机具有至少一个在其末端装有磁铁的飞轮；
至少一个旋转室，该旋转室与该磁铁相连接，并且至少部分地包围该涡轮发动机；
极化的可控集电器，该集电器包围着旋转室，用来收集由飞轮和旋转室通过相互关联的磁场在集电器内感应的电流，并且利用感应磁场聚集电流，使该发生器能作为一种既能发电又能作为发动机运转的混合式发动机运行；
至少一个热防护屏，该热防护屏包围该集电器并至少部分地包围涡轮发动机，用来使发动机的热能转换成电能；以及
外部热吸收层，该热吸收层围绕热防护屏，收集剩余的热量，预热反应室内生产燃料的水，以进一步增强正在进行的能量再循环过程。
本发明的一个实施例包括在所述反应室内进行的电化学反应，该电化学反应是通过可控的电磁能脉冲的频率催化氢和氧从水中分离出来，从而形成特殊的氢/LQ-气体，所述分离通过铝-过氧化物液体的结合和该预热的支持而增加。
另一个实施例包括当与汽油，甲烷，乙醇，柴油或其他专用的燃料混合物相混合时，该氢/LQ-气体用来增强燃烧。
另一个实施例包括将该发生器作为发动机来驱动运输工具或其他已知的机器。
还有另一个实施例包括发生器通过传动装置顺序地与该发生器的其他部分相连接，由此可以使产生的输出功率增加。
此外，本发明还提出了一种使发生器将各种能源部件之间的共生关系相结合以便改善燃料的燃烧效率的方法，该方法包括：
设置包含氢，氧，水的气态混合物的容器；
设置产生燃料的反应室，以便以可控频率驱动发动机；
设置燃料的再循环容器；
驱动由氢混合物燃料驱动的汪克尔内燃机，并通过汪克尔发动机排出气体驱动涡轮发动机，该涡轮发动机至少具有一个在其末端装有磁铁的飞轮；
设置至少一个旋转室，该旋转室与该磁铁相连接，并且至少部分地包围该涡轮发动机；
设置极化的可控集电器，该集电器包围着旋转室，用来收集由飞轮和旋转室通过相互关联的磁场在集电器内感应的电流，并且利用感应磁场聚集电流，使该发生器能作为一种既能发电又能作为发动机运转的混合式发动机运行；
设置至少一个热防护屏，该热防护屏包围该集电器并至少部分地包围涡轮发动机，使发动机的热能转换成电能；以及
设置外部热吸收层，该热吸收层围绕热防护屏，收集剩余的热量，预热反应室内生产燃料的水，以进一步增强正在进行的能量再循环过程。
该方法的其他实施例通过该方法的一组从属权利要求来限定。
附图说明
下面需要参考附图及与其相关的正文，因此通过给出的示例和提供的实施例描述本发明，以便对本发明有更好的理解，在附图中：
图1示意性图示出由氢/LQ-气体燃料驱动的发生器或发动机；
图2示意性图示出本发明的发生器怎样在一封闭系统中使用，产生和储存电力；
图3示意性图示出两种发动机，汪克尔发动机(Wankel)和涡轮发动机，两种发动机相结合就构成本发明；
图4示意性图示出涡轮发动机是怎样按照本发明构成的；
图5示意性图示出涡轮发动机是怎样根据图4所示结构进一步构成的；
图6示意性图示出涡轮发动机是怎样根据图5所示结构进一步构成的；
图7示意性图示出涡轮发动机是怎样根据图6所示结构进一步构成的；
图8示意性图示出本发明的封闭的产生能源的发生器/发动机系统。
具体实施方式
本发明提供一种使可再生燃料和汽油继续使用更长的时间的解决方法，该方法通过使用本发明的高效的氢/LQ-气体能量发动机/发生器或者通过与本发明的燃料增压器相结合而实现。本发明的氢/LQ-气体发动机/发生器考虑了对于可连续地重复使用的燃料和利用现有的天气(或大气)条件的需要。氢气为当前社会日益增长的能源需求提供了无穷尽的资源，它便于生产，便于储存并且是可输送的。它在所有的天气和气候条件下都是可使用的，并且事实已经证明它性能可靠，具有悠久的成功记录，而且几乎可以在任何地方就地生产。因此，它能够保障家用和工业用两方面的驱动的全部能量需要。
一公斤氢能提供如4升汽油的等效能量。10升水中所含的氢可以代替4升汽油。目前的汽车内燃机只利用汽油中的15％-20％的能量，而氢燃料电池可将其固有能量的40％-65％转换成驱动汽车的电能。气态的氢比空气轻14倍，而比氦轻4倍。如果氢偶然被释放，它将迅速地分散到大气中，而不会像汽油那样作为危险的爆炸物或有毒物继续停留。
纯净的氢在燃烧时仅产生热能，水和微量氮的氧化物。氮的氧化物和水都是我们星球大气层的天然物质。一磅氢与氧结合将产生9磅的水。这意味着氢发电厂不但可以产生成电能而且可以生产无污染的蒸馏水。此外，在本发明的封闭的再循环系统中使用本发明所产生的LQ-气体可以使它在任何情况下对环境都是安全的。
氢/LQ-气体作为燃料的好处在于它不仅把污染的排放物降到零，而且当它例如在驱动车辆时实际上净化了空气。一辆氢气车可以净化三辆汽油车的排出气体。氢的燃烧温度低于其他燃料，因此热能的损失较少，并且所产生的与发动机磨损相关的热量较少，也就是说，能使发动机更长时间的持续工作。它的燃烧速度比汽油快10倍，如果点火驱动例如活塞可以在燃烧周期的上死点处发生，这样可以减少发动机的磨损和热量损失，从而提高了效率。此外，氢燃烧时还产生可以安全饮用的纯净水。
有关氢的储存也存在许多的流言，例如，钢容器不能储存氢气，实际上已经发现，加压到每平方英寸2000PSI的储存氢气的气罐/容器已经保持了88年(自1917年以来)。目前输送天然气的低合金钢容器和管道也可以用来输送氢气而且不会漏失。另一种流言是，在车内的氢储气罐是危险的炸弹。事实是，更加危险得多的爆炸物质都在马路上或通过铁路运输。用60英里/小时(90k/h)的速度后部碰撞的试验显示，标准客车主体内的氢储气罐保持完整并且未受损伤。
此外，应考虑到，本发明根据需要使用从水中分离出来的气体，从而为最低限度的储存需要创造了条件。
还有人提出生成氢的生产成本太高。实际上，近来在氢/LQ-气体研制方面的许多发明的技术成就已使得私房屋主规模的小规模生产的价格下降到对矿物燃料很有竞争力的水平。政府和私营部门在制氢产业方面的投资已经阻止了石油价格一直不断上升的趋势。
另外一种流言提出，制氢是一种新技术，需要多年的实验和研制才能实现大量生产。但是，150年以前，氢是第一个用来驱动机器的燃料源。从那时起，世界范围内的许多应用项目利用氢来为运输和发电提供动力。
用来生产氢的资源主要是水。为了将水分离成氢和氧基本上是通过电解，但也通过不同的化学反应来实现。燃料电池中分离氢用的膜片起着关键的作用。
本发明提供了一种用特别常见的大功率的电和电磁脉冲促进氢/LQ-气体从水中分离出来的电化学反应。本发明还利用通过预热的氧化铝和过氧化铝液体的化合作用来加速释放氢，这种方法所释放出来的氢比常规的电解方法快100倍。这些化学制剂在一些工业流程中被认为是无用的副产品。
在与汽油，柴油，甲烷，乙醇或其他的燃料混合物相混合时，本发明可用来生产氢/LQ-气体的混合物。这样就加速了常规的燃烧反应，从而释放出更多的能量，同时减少了污染排放物。燃料的燃烧效率的提升估计在50％左右。
一般认为，由于降低了能量和燃料以及清洁水的价格，本发明的能力对社会活动将会有很大影响。此外，它将增强环境用来修复破坏和支持更好生活质量的地球生物圈的容量的能力。
图1示意性图示出由储存在容器12内的过氧化铝的氢/LQ-气体燃料混合物驱动的发生器或发动机10。用于电力，电力控制和等离子体电脉冲程序发生器的动力源驱动喷射泵阀16，点着电火花18，该电火花又点燃氢/LQ-气体燃料混合物，该燃料混合物燃烧后又点燃等离子区20，根据本发明，排出气体的混合物，水蒸气和其他气体的混合物都通过例如管道系统24提供给一个涡轮，从而产生作用在涡轮发动机的飞轮上的转矩，在图3-图7中对此将作更详细的描述。图1中燃烧该燃料/燃料混合物的发动机10是与本发明相应的汪克尔(Wankel)发动机，它的心轴/曲轴/转轴被用来驱动机械例如运载工具。附图标记22表示发动机10的输出转矩。
图2十分示意性提供了本发明的概略，图中图示出包括汪克尔型发动机和涡轮发动机在内的发生器26是怎样按照本发明在一个封闭系统中运行的，在本发明的一个实施例中，使用超级的电气部件28，30作为输入和输出部件，以便于分别用来储存所产生的电32。电储存器32可以是例如电池，电的输入部件在一个实施例中是由燃料电池(未示出)支持的。
此外，该超级的电气部件由于利用了与具有相关分子量的磁共振合成材料有关的新科学发现来进行设计，从而增强了电输入部件28，输出部件30和储存器32的功能。如同在网站www.utele.net.上所描述的那样。
图3示意性图示出两个发动机，汪克尔发动机34和涡轮发动机48，它们是通过提供排出气体22来驱动涡轮发动机48而相结合的，从而构成了本发明。因此，两个发动机34，48就构成了发生器26和/或发动机10。在本发明的一个特定的实施例中，齿轮箱装置(未示出)使来自两个发动机的输出转矩同步，形成一个输出转矩。
汪克尔发动机34是本领域技术人员所熟知的，它具有活塞46，其上有燃烧孔38，当燃烧时，氢基燃料在该燃料孔处被点燃。排出气体40通过例如管道系统24被导向涡轮发动机，从而根据本发明驱动该发动机的飞轮。在由在燃烧孔38内的等离子火花塞点火并且燃烧以后，该点燃的氢/LQ-气体燃料就扩大成等离子区42，由此驱动活塞34及其心轴沿顺时针转动。图3中还示出该已形成的氢/LQ-气体和其他燃料的混合物46。
涡轮发动机48是本领域技术人员所熟知的，它由飞轮50和壳体52构成。构成封闭的再循环发生器/发动机26，10的主要部分的涡轮发动机48将通过图4至图7作更详细的说明。
图4示意性图示出涡轮发动机48是怎样根据本发明构成的。至少一个飞轮54具有磁铁56，该磁铁施加在飞轮的末端，并且连接在旋转室60上，该旋转室以飞轮54的转动速度旋转，从而产生涡轮发动机48的转矩。排出气体58驱动飞轮54，从而在集电器上产生感应出电力，参看图5。旋转室60覆盖着涡轮48的全部或至少其一部分。因此，该涡轮发动机不断产生电力，这些电力例如可以用来重新加载电池14或以其他方式提供电力。
此外，如图5所示，图中示意性图示出涡轮发动机48是怎样根据图4而进一步构成的。在图5中所示的是集电器64，例如感应磁场旁边的线圈，是怎样围绕旋转室60的。该集电器是极性控制的以便于尽可能高效地聚集磁能。
此外，图6示意性图示出涡轮发动机48是怎样根据图5而进一步构成的，为此所提供的热防护屏66包围整个涡轮发动机48或至少包围它的一部分。该热防护屏是热敏部件，它可将来自涡轮发动机48的热能转换成电能，所产生的电又可用来使本发明的发生器/发动机26，10运转或重新加载。该热防护屏可以例如由在空间技术中应用的所谓的笼形包合物材料制造。
图7示意性图示出涡轮发动机是怎样根据图6而进一步构成的。在图7中，涡轮发动机整个或至少部分地被吸热层66包围，该吸热层消除用来生产氢气的预热水的剩余热量，以便改进由本发明的发生器/发动机26，10所提供的正在进行的能量再循环过程的效率。
至少一个本发明的发生器26或发动机10可以顺序地通过离合器，齿轮箱或其他本领域技术人员所熟知的其他连接机构与汪克尔发动机的转轴或上面描述过的组合轴相连接而运转。
图8示意性图示出本发明的封闭的能源生产系统80。在图8中图示出可再装填的燃料罐/容器82或燃料增压装置，该容器包括氢/LQ-气体，氧和水的气体混合物，例如氢-铝过氧化物，该混合物根据需要提供给氢氧气体喷射容器/反应室84。喷射容器84有一个受大功率电磁脉冲控制的感应线圈，用来将燃料分解成氢和氧/LQ-气体，该氢和氧/LQ-气体以发生器/发动机26/10所要求的控制频率供给汪克尔发动机燃烧。该发生器/发动机的转轴在图8中未示出。
此外，为排出气体提供了将再循环燃料运行到容器罐82内的容器86。热能和其他的能量损失使得燃料罐82可能需要再装填。装置26，28，30和32前面已经描述过。
本申请的一个实施例是“LQ-实用容器”的结构，该发明装置根据需要为电力，LQ-气体和纯净水提供了分布式能源解决办法。利用这个综合概念，社会就能以费用非常低廉的方式在取得安全环境的同时，扩大清洁能源的使用。这种预先建立的实用模式也将满足作为在紧急状态下的解决办法的需求。简写LQ代表生活质量，以支持建立一个可持续发展的社会。
虽然本发明已经通过示例和实施例进行了描述，但是应当指出，本发明并不受这些实施例的限制，本领域技术人员可以根据附属的权利要求书的精神提出不同的方案。
Claims (10)
1.一种发生器(26)，所述发生器将各种能源部件之间的共生关系相结合，以便在封闭的环境中改善燃料的燃烧效率，其特征在于，所述发生器包括：
容器(82)，所述容器包括氢，氧，水的气态混合物；
反应室(84)，所述反应室产生燃料，用来以可控的电磁频率驱动发动机；
燃料的再循环容器(86)；
由所述氢混合物燃料驱动的汪克尔内燃机(34)，用所述汪克尔发动机(34)排出气体(40)驱动涡轮发动机(48)，所述涡轮发动机具有至少一个在其末端装有磁铁的飞轮(54)；
至少一个与所述磁铁相连接并且至少部分地包围所述涡轮发动机(48)的旋转室(60)；
极化的可控集电器(64)，所述集电器包围着所述旋转室(60)，用来收集由所述飞轮(54)和所述旋转室通过相互关联的磁场在所述集电器(64)内产生的电流，并且利用所述感应磁场聚集电流，使所述发生器(26)能作为一种既能发电又能作为发动机运转的混合式发动机运行；
至少一个热防护屏(66)，所述热防护屏包围着所述集电器(60)并至少部分地包围所述涡轮发动机(48)，用来使发动机的热能转换成电能；以及
外部的热吸收层(68)，所述热吸收层围绕所述热防护屏(66)，用来收集剩余的热量，预热所述反应室(84)内的生产燃料的水，从而进一步增强正在进行的能量再循环过程。
2.根据权利要求1所述的发生器，其特征在于，在所述反应室(84)内进行的电化学反应是通过所可控的电磁能脉冲的频率催化氢和氧从水中分离出来，从而形成特殊的氢/LQ-气体，所述分离过程通过铝-过氧化物液体的结合和所述预热的支持而增加。
3.根据权利要求1所述的发生器，其特征在于，当与汽油，甲烷，乙醇，柴油或其他特殊的燃料混合物混合时，所述分离的氢/LQ-气体用来增强燃烧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的发生器，其特征在于，所述发生器用来作为发动机驱动运载工具或其他类型的机械。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的发生器，其特征在于，所述发生器(26)通过传动装置顺序地与所述发生器的其他部分相连接，由此可以增加输出功率。
6.一种使发生器(26)将各种能源部件之间的共生关系相结合以便改善燃料的燃烧效率的方法，其特征在于，所述方法包括：
设置容器(82)，所述容器包括氢，氧，水的气态混合物；
设置产生燃料的反应室(84)，以便以可控频率驱动发动机；
设置燃料的再循环容器(86)；
驱动由所述氢混合物燃料驱动的汪克尔内燃机(34)，用所述汪克尔发动机(34)排出气体(40)驱动涡轮发动机(48)，所述发生器具有至少一个在其末端安装磁铁的飞轮(54)；
设置至少一个与所述磁铁相连接并且至少部分地包围所述涡轮发动机(48)的旋转室(60)；
设置极化的可控集电器(64)，所述集电器包围着所述旋转室(60)，用来收集由所述飞轮(54)和所述旋转室通过相互关联的磁场在所述集电器(64)内感应的所述电流，并且利用所述感应磁场聚集电流，使所述发生器(26)作为一种既能发电又能作为发动机运转的混合式发动机运行；
设置至少一个热防护屏(66)，所述热防护屏包围着所述集电器(60)并至少部分地包围所述涡轮发动机(48)，使发动机的热能转换成电能；以及
设置外部的热吸收层(68)，所述热吸收层围绕所述热防护屏(66)收集剩余的热量，预热所述反应室(86)内的生产燃料的水，以进一步增强正在进行的能量再循环过程。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述反应室(84)内进行的电化学反应是通过所述可控的电磁能脉冲的频率催化氢和氧从水中分离出来，从而形成特殊的氢/LQ-气体，所述分离过程通过铝-过氧化物液体的结合和所述预热的支持而增加。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当与汽油，甲烷，乙醇，柴油或其他特殊的燃料混合物混合时，所述分离的氢/LQ-气体用来增强燃烧。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述发生器用来作为发动机驱动运载工具或其他类型的机械。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述发生器(26)通过传动装置顺序地与所述发生器的其他部分相连接，由此可以增加输出功率。
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