CN102037240A - 低温差旋转发动机 - Google Patents

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Abstract

一种从热源提取能量的发动机，包括：支撑件；与支撑件可旋转地耦接并沿第一方向可旋转的轴；与轴耦接并围绕轴隔开的多个容器；设置于多个容器中的工作流体；以及在曲折流路中将容器连接在一起的多条管道。每条管道具有与多个容器之一连接的出口端、与多个容器中另一个连接的入口端，以及被构造为允许工作流体经由出口端从一个容器流出并通过管道且经由入口端流入另一容器的单向止回阀。设置多个容器和管道的形状并将其布置在轴周围，选择工作流体，使得当用热源加热一个容器时，该容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体从一个容器流入位于该一个容器上方的另一容器，以产生促使轴沿第一方向旋转的重力矩。

Description

低温差旋转发动机
技术领域
这里描述的实施方式涉及从低温差源提取能量，更具体地，涉及用于从低温差源产生能量的系统、设备和方法。
背景技术
从低温差源(例如，通过太阳能的、地热的或工业的处理所加热的水)提取能量，并将此能量转化成旋转的或其它形式的能量，通常是效率低的或不实用的。
已经进行了许多尝试，以提供设备使能量提取更实用。例如，Gould(美国专利No.4,570,444)描述了一种具有轮状转子的太阳能电机，该转子具有分成中空隔室的轮缘。将转子设计为，围绕水平轴线旋转且同时在其一部分的轮缘隔室中包含挥发性液体。转子具有轮毂(其也具有分开的隔室)和使轮毂与轮缘隔室互相连接的中空轮辐。将转子的内部设计为，在其轮毂中容纳压缩气体，然后将其通过中空轮辐发送至位于转子轴线的一侧上的轮缘隔室。当压缩气体与轮缘的该部分中的液体表面接触时，其在该表面上施加压力。液体表面上的压力迫使液体到达转子的相对侧并进入轮缘，通过轮辐和轮毂中的一系列互相连接的通道，处于比其原始水平高的水平。这导致转子的一侧上的重量的不平衡，这使得转子在趋向于恢复其重量平衡的方向上在重力的影响下转动或旋转。只要将压缩气体供给入其轮毂，转子继续旋转。压缩气体可以是转子中的挥发性液体的蒸汽相。
另一方面，Yoo等人(美国专利No.6,240,729)描述了一种用于将热能转化成机械运动的设备，包括安装在热源上方的轴上的框架。将包括至少三个由流体管道连接的细长腔室的流路安装在框架上，并且，设置于流路中的单向阀允许流路内的单向流体流动。热源将包含在腔室内的运动流体加热至其沸点之上，这增加了所加热的腔室内的蒸汽压力，从而迫使流体流出腔室并立即流入流路中下游的腔室。下游腔室的所增加的重量产生围绕轴的扭矩，沿上游方向旋转框架。
此外，Iske(美国专利No.243,909)描述了，在一种电机中，直管在每端具有容器，并允许使密封的挥发性液体在热量作用下从一个容器到达另一个容器。
存在对用于从低温差源提取能量的改进设备的需求。
发明内容
根据一个方面，提供一种包括支撑件和旋转件的发动机。旋转件包括被连接布置的容器和管道，其中设置有液体-蒸汽混合物(例如，工作流体)。每条管道具有单向止回阀。每个容器通过管道以围绕轴交替的方式与另一容器连接，产生用于蒸汽的曲折路径，当下容器由热源加热时(例如，辐射、传导、对流，或其任何组合)，该曲折路径对流体加压并将流体从下容器推至较高容器。旋转件由于更高容器中的流体的势能而旋转，并且，可通过所连接的旋转件从发动机获得能量。
根据另一方面，提供一种包括与支撑件连接的轮状组件的发动机。轮状组件具有与支撑件可旋转地连接的轴，该轴可在第一方向上(例如，顺时针或逆时针)旋转，并位于热源的上方。在轴周围布置多个容器，每个容器具有相对于轴的重力矩。多条管道将容器连接在一起。至少一条管道与轴直接或间接地连接。每个容器与入口管道和出口管道连接。入口管道具有至少一个单向止回阀。每个容器在其中还包括气阱。在一些实施方式中，出口管道伸入容器，以将气阱限定在容器内。
在轴周围布置多个容器，并且，这些容器和管道被连接成，使得当用热源(在一些情况中，其可以在轴的下方，但是也可以在其它位置)加热每个容器时，容器的出口管道是具有或几乎具有顺时针(或逆时针)重力矩的更高容器的入口管道。容器和管道的内部包含液体-蒸汽混合物(例如，工作流体)。
热源附近的至少一个容器中的工作流体被加热，从而增加气阱内部的气压并迫使流体通过所连接的出口管道，通过单向止回阀，并进入所连接的更高容器，从而导致轮状组件顺时针旋转(或逆时针，取决于结构)。可以从与轮状组件连接的旋转件获得能量。在一些实施方式中，也可以将所冷却的流体作为从系统的输出。
根据另一方面，提供一种用于从热源提取能量的发动机，包括：支撑件；与支撑件可旋转地接合并可在第一方向上旋转的轴；多个与轴接合并围绕轴隔开的容器；设置于多个容器中的工作流体；以及在曲折流路中将容器连接在一起的多条管道，每条管道具有与多个容器中的一个连接的出口端、与多个容器中的另一个连接的入口端，以及单向止回阀，该单向止回阀被构造为允许工作流体经由出口端从一个容器流出，通过管道并经由入口端流入另一容器；其中，多个容器和管道的形状被设置并被布置在轴周围，并且，选择工作流体，使得当用热源加热一个容器时，一个容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体从一个容器流入位于所述一个容器上方的另一个容器，以产生促使轴在第一方向上旋转的重力矩。
所述多个容器可以至少包括第一容器、第二容器和第三容器；所述多条管道可以包括：具有与第一容器连接的出口端和与第二容器连接的入口端的第一管道，和具有与第二容器连接的出口端和与第三容器连接的入口端的第二管道；其中，在轴周围布置容器，使得当用热源加热第一容器时，第二容器位于第一容器上方，并且，第一容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体向上通过第一管道流入第二容器，以促使轴在第一方向上的旋转；并且其中，当用热源加热第二容器时，第三容器位于第二容器上方，并且第二容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体向上流过第二管道并进入第三容器，以促使轴在第一方向上的旋转。
在一些实施方式中，轴限定了竖直发动机平面，并且，在轴周围布置容器，使得当用热源加热第一容器时，第二容器位于相对于竖直发动机平面的一位置中，以促使轴在第一方向上的旋转。
在一些实施方式中，每个容器中具有气阱，当之前的容器经历蒸汽压力增加时，气阱中从之前的容器接收工作流体。每条管道的出口端可以伸入另一容器，以在其中限定气阱。
在一些实施方式中，所述管道包括被构造为将容器彼此耦接并将容器与轴耦接的管状结构件。
所述多个容器可以包括至少5个容器。所述多个容器可以包括至少7个容器。
在一些实施方式中，第一容器和第二容器是不相邻的。
在一些实施方式中，所述管道具有围绕轴前后交叉的交替图案。
在一些实施方式中，当工作流体从一个容器流至另一个容器时，冷却流体趋向于在其中冷却工作流体。发动机可进一步包括滚筒，滚筒中具有冷却流体，并且其中，管道与滚筒接合，因此冷却流体趋向于冷却流过管道的工作流体。冷却流体可以在滚筒中再循环。
发动机可进一步包括与轴、管道和容器中的至少一个耦接的旋转件，旋转件被构造为与容器一起旋转。旋转件可以是与至少一条管道连接的滚筒。旋转件可以是与至少一个容器连接的环形件。环形件可以具有用于与齿轮啮合的轮齿。
在一些实施方式中，发动机进一步包括与轴、管道和容器中的至少一个耦接的旋转件，旋转件被构造为与容器一起旋转。
在一些实施方式中，工作流体包括两种或更多种不同的流体。工作流体可包括密度增加添加剂。工作流体可包括被选择为改变工作流体的沸点的添加剂。
在一些实施方式中，每个容器包括这样的材料，该材料被选择为延迟或加快对于容器中的工作流体的加热且直到容器位于相对于热源的期望位置处。
在一些实施方式中，所述热源包括多个热源。
在一些实施方式中，每条管道具有两个或更多个设置于其中的单向止回阀，将所述两个或更多个单向止回阀布置为，当工作流体在容器之间移动时，管理工作流体的热特性和流动特性。
在一些实施方式中，所述热源是液体热源，并且其中，容器的旋转选择性地至少部分地在液体热源中浸没至少一个容器，从而导致浮力施加在该容器上。
在一些实施方式中，至少一个容器上具有散热片，以便于至少一个热源和周围空气之间的热能的转移。
在一些实施方式中，所述热源包括辐射热源、传导热源和对流源中的至少一个。所述热源可以是流动的流体或不流动的流体。
在一些实施方式中，所述热源位于轴的下方。
在一些实施方式中，其中，所述多条管道包括柔性软管。
在一些实施方式中，容器与轴隔开相似的径向距离。容器可在轴周围均匀地被隔开。
在一些实施方式中，容器与轴隔开不相似的径向距离。容器可在轴周围不均匀地隔开。
在一些实施方式中，容器由导热材料制成。在一些实施方式中，容器由绝热材料制成。容器可由复合材料制成。
在一些实施方式中，将发动机构造为，用以产生电能、热能和机械能中的至少一种。
在一些实施方式中，将发动机构造为，提供热源的冷却。
在一些实施方式中，从容器去除空气。可用至少一个真空或通风系统从容器中去除空气。
在一些实施方式中，发动机进一步包括与容器、管道和轴中的至少一个连接的飞轮。
根据另一方面，提供一种用于从热源提取能量的发动机，包括：支撑件；与支撑件可旋转地耦接的轴；以及多个与轴耦接的容器组件，每个容器组件包括：多个与轴耦接并围绕轴隔开的容器；设置于多个容器中的工作流体；以及在曲折流路中将容器连接在一起的多条管道，每条管道具有与多个容器中的一个连接的出口端、与多个容器中的另一个连接的入口端，以及单向止回阀，该单向止回阀被构造为允许工作流体经由出口端从一个容器流出，通过管道并经由入口端流入另一容器；其中，多个容器和管道的形状被设置并且该多个容器和管道被布置在轴周围，并且，选择工作流体，使得当用热源加热一个容器时，一个容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体从一个容器流入位于所述一个容器上方的另一个容器，以产生促使容器组件在特定方向上旋转的重力矩。
所述多个容器可至少包括第一容器、第二容器和第三容器；所述多条管道可包括：具有与第一容器连接的出口端和与第二容器连接的入口端的第一管道，和具有与第二容器连接的出口端和与第三容器连接的入口端的第二管道；其中，在轴周围布置容器，使得当用热源加热第一容器时，第二容器位于第一容器上方，并且，第一容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体向上通过第一管道流入第二容器，以促使组件在特定方向上的旋转；并且其中，当用热源加热第二容器时，第三容器位于第二容器上方，并且，第二容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体向上流过第二管道并流入第三容器，以促使组件在特定方向上的旋转。
在一些实施方式中，所述多个组件中的每个进一步包括与轴耦接的耦接器，将耦接器构造为允许至少一个组件沿与其它组件相反的方向旋转。
在一些实施方式中，将所述多个组件构造为旋转两个或更多个旋转件，可从所述旋转件获得能量。可以将所述两个或更多个旋转件构造为，以一种或多种不同的速度、不同的扭矩，和不同的功率输出来旋转。
在一些实施方式中，所述多个组件中的至少两个在其中具有不同的工作流体。
在一些实施方式中，所述多个组件包括第一组件和最后组件，其中，将第一组件构造为，当热源具有第一温度时用热源加热第一组件，并且，将最后组件构造为，当热源具有第二温度时用热源加热最后组件。第二温度可小于第一温度。
在一些实施方式中，将第一组件中的工作流体选择为具有接近第一温度的第一沸点温度，并将最后组件中的工作流体选择为具有接近第二温度的第二沸点温度。
发动机可进一步包括限定多个在其中具有热源的通道的槽，其中，将所述多个组件中的每个构造为与槽中的多个通道中的一个接合。可将槽的至少一部分通道布置成Z字形的图案。在一些实施方式中，热源沿着槽中的通道流动，并且，至少一个通道中的至少一个组件沿与其中的热源的流动方向相同的方向旋转。在一些实施方式中，热源沿着槽中的通道流动，并且，至少一个通道中的至少一个组件沿与其中的热源的流动方向相反的方向旋转。
在一些实施方式中，发动机进一步包括与至少一个组件连接的飞轮。
在一些实施方式中，将发动机构造为，用以产生电能、热能和机械能中的至少一种。
附图说明
在此包括的图用于示出本说明书的方法和设备的各种实例，并且，并非旨在以任何方式限制所教导的范围。在图中：
图1是根据一个实施方式的用于从热源提取能量的发动机的示意图；
图2a至图2c是图1的发动机在发动机操作过程中的各种阶段的示意图；
图3a至图3b是图1的发动机的下容器和其所连接的管道的横截面图；
图4a至图4b是图1的发动机的较高容器和其所连接的管道的横截面图；
图5是根据另一实施方式的发动机的透视图；
图6是根据又一实施方式的多级发动机的透视图；
图7是根据又一实施方式的具有中心冷却滚筒的发动机的透视图；
图8是根据又一实施方式的具有环形旋转件的发动机的透视图；
图9是根据又一实施方式的与多级发动机(例如，图6的发动机)一起使用的槽的透视图。
具体实施方式
现在转到图1，这里示出的是根据一个实施方式的发动机。该发动机总体包括支撑件12、轴14和多个容器18，由处于围绕轴14隔开的关系中的管道16将多个容器18互相连接在一起。
如所示出的，支撑件12大体从底座20向上延伸，并可固定至底座20，例如，油箱的底部或地面。替代地，也可从其它方向支撑发动机10(例如，从上面或从高架平面悬挂，例如通过使用支架)。
设置在底座20附近的是热源22，其可以是液体热源。在一些实施方式中，热源22可以静止(例如，液体是静止的)，或者，热源22是流动的(例如，液体在运动)。热源22的一些实例可包括通过工业或住宅处理(例如，暖废水)、太阳能加热、地热加热、海洋热加热、生物质加热，或其它废热源来加热的水或其它液体。其它实例可包括热废气，或其它气流。
相对于冷却贮藏器(例如，发动机10附近的环境大气)，热源22典型地提供低温差。例如，如果从15℃(59华氏温度)的地热获得热源22，那么，在具有-20℃(-4华氏温度)的北美冬季的季节中，冷却贮藏器可以是环境大气，提供大约35℃(63华氏温度)的低温差。
在另一实例中，热源22可以是由太阳(例如，等于40℃(104华氏温度))加热的水，并且，冷却贮藏器可以是地下水(例如，从15℃(59华氏温度)的源)，提供低温差(例如，在此实例中，大约25℃(45华氏温度))。
如图1所示，轴14与支撑件12可旋转地连接(例如，用轴承、轴衬或其它适当的耦连件)，并围绕通常至少基本上垂直于重力方向的轴线旋转。轴14也大体限定竖直发动机平面P，如图1所示。如所示出的，轴14可位于热源22的上方。
轴14可至少在第一方向24(这里示出为顺时针方向)上旋转。替代地，轴14可以在期望的另一特定方向(例如，逆时针)上旋转。这里表示的方向逆时针和顺时针通常是相对于观察发动机10的操作的观察者的位置而言的，并且，这些方向决不意味着是限制性的。
轴14是可从那里提取功率的旋转件的一个实例，如将在下面更详细地描述的。
发动机10还包括多个容器18，该多个容器被定位为围绕轴14间隔布置(这里示出为等距隔开的)。每个容器18通常具有相对于轴14的重力矩，该重力矩由该容器18及其内容物的重量(例如，向下作用的)和竖直发动机平面P与该容器18的重心之间的水平距离的乘积来定义。例如，特定容器18’与竖直发动机平面P间隔距离L。
将理解，在一些情况中，用于特定容器18的重力矩可以是零(例如，在特定容器18直接位于轴14的上方或下方的地方，使得水平距离L是零)。
轴14的左侧上的容器18的重力矩(如图1所示)趋向于逆时针旋转发动机10，同时，轴14的右侧上的容器18的重力矩趋向于顺时针旋转发动机10(例如，在第一方向24上)。如下面更详细地描述的，设计发动机10，使得当容器18在竖直发动机平面P的一侧上时(例如，在其右侧上)，与竖直发动机平面P的另一侧上的容器18相比，(例如，其左侧上)其更重(例如，包含更多液体)，产生在第一方向24(例如，在此实例中是顺时针的，但是在其它实例中可以是逆时针的)上驱动发动机10的净力矩。
容器18在曲折流路中由管道16连接在一起。在一些实施方式中，至少一条管道16可与轴14直接或间接地连接。例如，如图1所示，管道16与中心盘26连接，然后中心盘26又与轴14连接。
在其它实施方式中，可用滚筒件或框架代替中心盘26，或者，可用不是管道16的各种其它结构件将容器18固定至轴14。
如所示出的，每个容器18经由两条管道16与两个其它容器18直接连接。每条管道16通常具有用作入口管道(例如，用于对该特定容器18提供流体)的入口端162和用作出口管道(允许从该特定容器18提取流体)的出口端164，如将在下面更详细地描述的。
如所示出的，每条管道16可具有一个或多个设置于其中的单向止回阀28。在一些实施方式中，止回阀可位于每个容器18的入口端162附近，管道16对所述容器18供应流体。在一些实施方式中，可沿着每条管道16隔开附加的单向止回阀，并且，单向止回阀可帮助控制流过管道16的流体的流动和热管理。
如将在下面更详细地描述的，每个出口管道164可伸入一个容器18，以在容器18内限定气阱(例如，见图3a)。通常，与一个容器18连接的入口管道162和与另一容器18连接的出口管道164是相对的，并且，所有容器18连接在一起，使得提供了交替的容器18和管道16的曲折路径(例如，所有容器彼此流体连通)。
一般来说，可如下所述地描述管道16和容器18的交替且曲折的路径，每个容器18耦接在一起，以对另一容器18提供工作流体，所述另一容器18可以是不相邻的容器。在一些实施方式中，耦接每个容器18，以对不相邻的容器18提供工作流体。例如，如图2c所示，用第一管道16a将容器“A”与容器“E”耦接，并且，容器“A”可对容器“E”提供工作流体，容器“E”通常在轴14的相对于容器“A”的另一侧上。这通常使管道16具有可围绕轴14前后交叉的交替图案。
容器18、管道16和轴14大体形成可相对于支撑件12旋转的轮状组件。
如可在图1中看到的，将容器18以间隔的关系布置在轴14的周围，容器18和管道16连接在一起，使得当用热源22加热每个容器18时，该容器18的出口管道164是位于容器18上方的第二容器18的入口管道162，并且其具有(或几乎具有)顺时针重力矩，以在第一方向24上驱动发动机10。
许多这种布置是可能的，所述几何布置(如图1所示，具有7个均匀角度隔开的容器18和7条管道16)仅是一个实例，并且，并不意味着是限制性的。特别地，容器18不需要离轴14相同的径向距离，或者，其不需要围绕轴14均匀地隔开，或者，管道16不需要是直的。
容器18和管道16的内部通常包含工作流体(例如，液体-蒸汽混合物)。例如，流体可以是液体酒精(例如，乙醇或甲醇)和酒精蒸汽的混合物。其它流体和液体也可以是合适的，例如，氨水、水、石油醚、汽油、戊烷、二乙醚、二甲醚、乙酸甲酯、甲基碘、乙醚、溴乙烷、甲醇、己烷、丙酮、丁烷、二硫化碳、溴、氯仿、乙醛，和氟利昂制冷剂R-11。
通常，根据将用来驱动发动机10的液体热源22的所期望的温度，选择工作流体(例如，液体-蒸汽混合物)的沸点。特别地，通常选择工作流体，使得当遇到热源22时，工作流体经历蒸汽压力的增加。在一些实施方式中，将工作流体选择为具有大约或接近热源22的温度的沸点。例如，可将工作流体的沸点选择为稍微低于、大约等于，或稍微高于热源22的温度。
在一些实施方式中，可对容器18和管道16提供作为液体的工作流体(例如，液体-蒸汽混合物)。可将容器18和管道16内的残余空气留在其中，或者，替代地，可将其去除(例如，用真空或通风系统)，这可便于工作流体的蒸发。在一些实施方式中，可根据可用来驱动发动机10的一个或多个具体范围的温差来选择和配置工作流体(例如，液体-蒸汽混合物)。
通常，对于将由热源22影响以驱动发动机10的特定容器18，该容器18应移动地足够靠近热源22(并可变得至少部分或完全地浸没在热源22内)，使得将用热源22加热容器18，并且，容器18内的液体-蒸汽混合物变热并蒸发或沸腾，以实现该特定容器18中的增加的蒸汽压力。如这里描述的，术语沸腾和蒸发通常是等同的。
当热源22附近的特定容器18中的液体蒸发时，这增加了容器18内的气阱内的压力，迫使液体通过管道16的所连接的出口端164。然后，液体从容器18向上流过管道16，通过单向止回阀28，然后经由入口管道162流入互相连接的较高容器18。这增加了液体质量的总势能(例如，通过将热能转化成势能)，然后，可将此势能转化成动能，以驱动发动机10。
特别地，工作流体从较低的容器18到较高的容器18的运动导致轮状组件在第一方向24(例如，顺时针)上旋转。然后，可以任意数量的适当的方式(例如，用齿轮、皮带的机械方式，通过将轴14与发电机耦接的电方式，等等)从轴14提取能量。
如图1所示，较高容器18可位于由轴14限定的竖直发动机平面P的一侧上(例如，右侧)，使得由较高容器18(及其中的流体的重量)产生的重力矩在第一方向24(例如，顺时针)上作用。
将理解，在一些实施方式中，如果轮状组件具有足够的转动惯量，那么，当在其中接收流体时，较高容器18可仅几乎具有顺时针重力矩。也就是说，当接收进入的液体时(例如，较高容器18可位于竖直发动机平面P的任一侧上)，较高容器18事实上可具有较小的逆时针重力矩，因为轮状组件的转动惯量将趋向于，当此发生时，使容器18从轴14的左手侧移动至右侧。
在一些实施方式中，可选择流体到达较高容器18的定时，以增加发动机10的能量输出，并且，在一些情况中，使其最大化。
现在转到图2a至图2c，示出了发动机10的运动和工作流体在几个点的运动。通常，如所示出的，用管道16a，16b，16c，16d，16e，16f和16g将容器“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”和“G”耦接在一起。
在这些图中，用阴影或黑暗区域示意性地代表容器18和管道16内的液体。阴影的容器18和管道16不需要完全充满液体，但是将通常在其中包含大量液体。
类似地，用带点的区域代表容器18和管道16内的蒸汽或气体，例如，如图3a和图3b所示。带点的区域可以不全部是没有液体的，而是可在其中包含一些液体。
其它区域是白色的，这通常表示，这些区域基本上具有很少的液体和蒸汽(虽然其可包括少量液体或蒸汽)。
在图2a中，发动机10在第一方向24上(例如，在此实例中，是顺时针的)旋转，并且，容器“A”接近热源22，例如，热源22可以是热废水。在这一点上，使得除了容器“B”以外的所有容器都暴露于通常比热源22冷的周围空气。
将容器“B”浸没在热源22中，但是，在这一点上，可几乎没有液体。由于容器“B”稍微靠近竖直发动机平面P的左侧，所以，由热源22施加在容器“B”上的任何向上的浮力将趋向于导致顺时针力矩，从而进一步帮助发动机10在第一方向24上旋转。
在这一时间点，容器“F”、“G”和“A”可在其中均具有大量液体。其中的此液体的重量导致另一顺时针力矩，该力矩进一步促使发动机10在第一方向24上旋转。
在一些情况中，由容器“F”、“G”和“A”产生的总重力矩可大于由容器“B”产生的浮力矩。
在图2b中，发动机10继续旋转，以将容器“A”部分地浸没在热源22内。现在，容器“A”被热源22加热(虽然加热容器“A”不需要进行浸没)，并且，容器“A”内的液体的沸腾/蒸发是在进行中的，导致容器“A”中的压力增加。此增加的压力迫使部分液体流入容器“A”和容器“E”之间的第一管道16a(如阴影所示)。在这一时间点，容器“B”的浮力、容器“F”和“G”中的液体的重量，以及容器“A”及其输出管道16中的任何残余液体的重量，继续促使发动机10在第一方向24上的运动。
在图2c中，容器“A”现在几乎完全浸没在热源22中。在这一点上，迫使容器“A”中的液体的至少大部分通过管道16a，经过止回阀28，并进入容器“E”。容器“E”、“F”和“G”内的液体的重量产生继续在第一方向24上驱动发动机10的重力矩。
液体从容器“A”到容器“E”的运动的结果是，增加发动机10的势能，从而提供发动机10的旋转。换句话说，由沸腾导致的液体在容器18内的重新分配，在发动机10上产生在第一方向24上(例如，顺时针)作用的大体连续的力矩。
应注意，在一些情况中，如图2c所示，来自容器“A”的净浮力矩可与第一方向24相反地作用(例如，在逆时针方向上)，其趋向于阻止发动机10在第一方向24上的旋转。然而，在一些实施方式中，通过对容器“A”暴露于热源22以及容器“A”中的液体产生的沸腾进行定时，可减小或最小化此效果。
当容器“G”接近热水22时，此循环继续。同时，容器“B”、“C”和“D”经历冷却(例如，通过与周围的环境空气交换热量和/或经由蒸发冷却，其中，可蒸发来自容器“B”、“C”和“D”上的热源22的残余液体)。该冷却允许容器“B”、“C”和“D”获得低于热源22温度的温度，并通常防止整个发动机10达到与热源22相同或基本相似的温度，而这种情况会导致发动机10停转。
在起动阶段的过程中(例如，当发动机10在静止之后开始运动时)，发动机10一开始可以非常慢地旋转，但是可加速，直到达到稳定状态速度为止。当作用在容器18(包括其中的液体)上的重力、作用在任何浸没或部分浸没的容器18上的浮力、轴14上的摩擦力、容器18上的热源22的阻力(例如，曳力)和通过热源22移动的任何其它分量、作用在容器18上的大气曳力和通过环境大气运动的其它分量，以及通过停止发动机10所导致的轴14(或其它构件)上的其它损耗和阻力之间出现平衡时，通常达到此稳定状态速度。
当以稳定状态速度操作时，这些力之间的平衡易于被保持，结果，发动机10可由于功率需求的变化而改变速度，改变热源22的温度，等等。发动机10(并且，其可包括飞轮)的旋转件的惯量趋向于阻止由此平衡中的瞬时变化而导致的发动机10的加速或减速，并提供发动机10的更均匀的旋转。
通过从热源22去除发动机10，可实现阻止发动机10旋转，反之亦然。例如，可将发动机10提升至热源22之外(后者，可降低热源22，以使其不与发动机10接触)。
替代地，在热源22是热废水的地方，可停止新热水到热源22的输入流动，使得热源22将冷却至与周围空气相似的温度，在周围空气和热源22之间产生很小的用于驱动发动机10的温差或不产生温差。因此，一旦消耗其转动惯量，发动机10便将趋向于静止。
在其它实施方式中，也可用刹车(例如，机械的、磁的、液压的、电容性的，等)来减慢和/或停止发动机10。
容器18通常可具有任何适当的结构。例如，容器18可以是球形的、圆柱形的、液滴形的、矩形的，或具有任何其它适当的形状。
在一些实施方式中，容器18可具有一个或多个尺寸和形状被构造为增强容器18和热源22之间和/或容器18和周围空气之间的热传递的散热片。
在一些实施方式中，当选择容器18的尺寸和形状时，应考虑对容器18通过热源22的运动的阻力(例如，曳力)。例如，可选择泪滴形状的容器18，以帮助减小容器18和热源22之间的曳力。
容器18可由任何适于发动机10操作过程中所涉及的压力和温度的材料制成。例如，根据工作流体和热源的类型，钢、铜、铝、玻璃和塑料可以是适当的材料。复合材料也可以是适当的，例如碳纤维或被覆盖在热塑层(例如，以阻止生锈)中的钢。
可选择容器18的热导率，以有利于促使、延迟或大体同步容器18内的液体的沸腾。例如，如果应该延迟沸腾以增加或最大化浮力的好处(见上文)，那么可为容器18选择更绝缘的材料。替代地，如果应促使沸腾，那么可对容器18使用更导热的材料。
管道16也可由任何适于发动机10操作过程中所涉及的压力和温度的材料制成。例如，管道16可由商业上可获得的圆形或矩形管道(例如，PVC管道的塑料制品、铜管等)制成。通常适于容器18的材料也可以适于管道16。在一些实施方式中，管道16可以是直的(如图1所示)，或者替代地，可具有弯曲的或阶梯状的路径或形状。在一些实施方式中，管道16可包括柔性软管(例如，在用另一框架件将容器18固定至轴14的地方)。
在一些实施方式中，根据所使用的材料，可用任何适当的传统工艺将管道16和容器18结合在一起。例如，可用螺纹连接、铜焊、焊缝、焊接、胶粘、压焊(bonding)、超声焊接、机械压配合、卷曲环等将管道16和容器18结合。在一些实施方式中，可将容器18和管道16一体制成，并且不需要是独立的部件。
在一些实施方式中，止回阀28可以是商业上可获得的止回阀(例如，球阀和弹簧阀)，其被选择为适于发动机10内的工作温度和压力。
通常，用止回阀28和管道-容器的连接来限制管道16内的流体的流动，如将参考图3a至图3b和图4a至图4b说明的。在图3a至图3b和图4a至图4b中，为了更清楚，已经省略了包括支撑件12的几个元件以及其它元件。
例如，图3a示出了容器18及其所连接的两个管道16，入口管道162和出口管道164。入口管道162与容器18的壁连接，同时，出口管道164具有伸入容器18的端部164a，以在容器18内限定气阱32。
在所示方向上，重力导致在容器18的底部周围收集液体30。当液体30沸腾或蒸发时(例如，由于从热源22接收的热量)，气阱32中的压力增加，因为其中的气体不会通过止回阀28逸出。
图3b示出了液体30的大部分通过气阱32中的增加的压力而向上推至出口管道164。液体和蒸汽由于止回阀28的原因而无法经由入口管道162逸出。
图4a示出了由图3a至图3b的下容器18的出口管道164供料的较高容器18。用于下容器18的出口管道164与用于较高容器18的入口管道162耦接，如图4a所示。如所示出的，被迫向上运动的液体通过止回阀28。
在图4b中，液体30通过加压的蒸汽34而继续流入较高容器18。液体30无法离开容器18，因为其还未到达出口管道164的端部164a。少量的离开液体将通常没有严重的问题，只要大部分液体保留在容器18内即可。此容器内的液体30由于重力的原因而向下作用，导致发动机10旋转。
现在转到图5，这里示出了根据另一实施方式的另一发动机37。发动机37包括5个由5条管道38连接的圆柱形容器36。每条管道具有止回阀(未示出)，并且通常，与之前的实施方式一样，管道38和容器36连接在一起。管道38与中心滚筒40连接，轴42贯穿中心滚筒40。然后，用一对支撑件44将轴42可旋转地支撑于滚筒40的任一侧上。在轴42下方的区域中设置热源(未示出)(通常与热源22相似)。
在一些实施方式中，滚筒40可以是重量轻的中空结构，或者替代地，可以是较重的结构，例如飞轮。其可用重量轻的框架代替。如果将其实现为重的飞轮，那么滚筒40可趋向于大幅增加发动机37的转动惯量，这在某些应用中可能是有利的。
在一些实施方式中，滚筒40可用作冷却源，当滚筒在容器36之间通过时，其与管道38及其中的液体/蒸汽互相配合。在一些实施方式中，可从滚筒40获得能量，因此，滚筒40是旋转件的另一实例，发动机37可通过该旋转件提供能量。
注意，如图5所示，管道38可彼此偏移(通常沿着轴42的轴线)，以当它们交叉时避免管道38之间的干扰。
现在转到图6，这里示出了根据另一实施方式的多级发动机57。发动机57通常包括三个与公共轴46串联连接的轮状组件50，52，54(或“级”)。
如所示出的，将这三个轮状组件50，52，54以不同的旋转角度固定至轴46，但是可将其以相同或基本相似的角度固定。此布置对帮助从热源(例如，较大槽的热水)提取更多能量可能是有用的。
此外，如果液体热源在箭头56的方向上流动，那么，可用三个轮状组件50，52，54中的每个以阶段状的方式从液体热源提取能量。例如，每个轮状组件50，52，54将趋向于降低流动的液体热源的温度，并且，可通过在其中具有不同的工作流体(例如，液体-蒸汽混合物)，来构造或优化轮状组件50，52，54。
例如，当热源处于其最高温度时，第一级轮状组件50通常与热源接合。因此，第一级组件可设置有具有更高沸点的工作流体。相反，与处于最低温度的热源接合的第三级轮状组件54可设置有具有较低沸点的工作流体。最后，中间的轮状组件52可具有这样的工作流体，其具有中间沸点(例如，在较高的和较低的沸点温度之间)。
在图6所示的实施方式中，将轮状组件的滚筒40固定至公共轴46。然而，在其它实施方式中，轴46可通过耦接器与每个滚筒40连接，耦接器允许滚筒40和轴46的独立旋转，同时仍将能量从滚筒40传递至轴46。这种耦接器的实例包括椭圆形轴承和液力联轴节。这种耦接器可允许轮状组件以不同速度旋转，同时对公共轴46贡献能量。
在一些实施方式中，可将轮状组件50，52，54构造为在不同方向上旋转(例如，第一组件50和最后或第三组件54可在顺时针方向上旋转，同时，第二组件52可在逆时针方向上旋转)，同时仍对轴46贡献能量(例如，通过已知的齿轮系统和/或其它耦接器)。不同的旋转方向可帮助减小不平衡的扭矩、回转的或旋转的动量效果，否则其可能在支撑件12上施加不期望的力。
在一些实施方式中，中心滚筒40可仅与一个结构互相连接，然后，其可同时用作滚筒和更大直径的中空轴。
现在转到图7，这里示出了根据另一实施方式的发动机47。发动机47可与图5所示的发动机37相似。在此实施方式中，发动机47具有更大的滚筒48，并且，管道38贯穿滚筒48(和/或与其互相配合)。
在此实施方式中，滚筒48可包含冷却液，当冷却液通过管道38时，其用来冷却液体/蒸汽。滚筒48可帮助驱散由其中的冷却液收集的热量，和/或冷却液可在滚筒48中再循环。如果需要的话，滚筒48中的冷却液可帮助调节或管理工作流体(例如，液体-蒸汽混合物)的温度。
现在转到图8，这里示出了根据又一实施方式的发动机77。发动机77也与图5所示的发动机37相似。然而，一个差别在于，环形件62与发动机77中的容器36连接。
环形件62可具有轮齿64或其它接合件，并可用来对可与齿64啮合的齿轮或其它类似装置(未示出)提供能量。此类型的有齿环形件有时叫做环形齿轮。
在图8所示的实施方式中，在环形件62的外周缘上设置齿64。在其它实施方式中，齿64可位于环形件62的内周缘上，或位于内周缘和外周缘两者上。在一些实施方式中，环形件62可以是行星齿轮系的一部分。环形件62是旋转件的另一实例，可从该旋转件获得能量，因此，并非必须从轴42获得能量。
返回参考图6，在其它实施方式中，可用图8所示的轮状组件代替一个或多个组件50、52、54(例如，中间的轮状组件52)，以提供具有两个可提供能量的旋转件(即，轴46和环形件62)的多级发动机。这是两个或更多个旋转件的实例，在一些实施方式中该两个或更多个旋转件可以不同速度、扭矩或功率输出等旋转。
现在转到图9，这里示出了用于与多级发动机一起使用的槽71、例如图6所示的多级发动机57。如所示出的，水或另一液体热源通常流过槽71的腿部或通道70、72、74、76和78，如通常用箭头指示的。通过泵送水或通过倾斜该槽71，可实现流动，以促使其流动。
在一些实施方式中，如所示出的，可将槽71的腿部或通道70、72、74、76和78布置成Z字形或之字形结构，使得相邻的腿部或通道70、72、74、76和78中的水在相反方向上流动。
在使用过程中，多级发动机(例如，发动机57)的每级可用来从腿部或通道70、72、74、76和78中的一个提取热能。
例如，如果多级发动机具有在相同方向上旋转的三级(例如，级50、52和54)，那么所述级可与腿部或通道70、74和78相关，以便遇到在与每级中的容器相同的方向上流动的水。类似地，如果多级发动机具有五级，并且交替的级在相反方向上旋转，那么，每级可与腿部或通道70、72、74、76和78中的一个相关，以便遇到在与每级中的容器相同的方向上流动的水。
在一些实施方式中，如果液体热源的流动足够慢，使得流动不会明显影响发动机级的旋转(例如，在可以忽略任何由于水的运动而增加的拖曳效果的地方)，那么，可将一级或多级构造为在与水流方向相反的方向上旋转。例如，可在槽的腿部或通道70、72、74、76和78内设置五级发动机，每级在相同方向上旋转。
在一些实施方式中，具有更多腿部或通道，或具有更少腿部或通道的其它槽结构也是可能的。
通常，发动机级的旋转方向上的流动可允许从流动获得动能(像水轮一样)，同时，与旋转方向相反的流动可增加热源中的湍流，这可帮助增加从热源到容器的热传递。
在一些实施方式中，可在流动中设置一个或多个阀或挡板(例如，通常在槽71中的任何地方，例如，在腿部70、72、74、76和78之间的连接80处)。阀和/或挡板可帮助调节流动，并通常帮助控制液体热源的运动。
在如这里讨论的一些实施方式中，用来驱动发动机的热源可能是液体，例如，具有高于环境温度的温度的水。然而，这仅是可用来驱动发动机的低温差源的一个实例。在一些情况中，可通过太阳能或地热、海洋热、生物质能量来加热这种水，或者，这种水可以是通过一些工业、学会或住宅处理来加热的水(例如，来自工业操作的废水)。在一些实施方式中，可将容器部分或全部地浸没在这种液体中。在一些实施方式中，液体可以是静止的、运动的或再循环的。
在一些实施方式中，如这里通常描述的一个或多个发动机可以是静止的和/或可以是可移动的(例如，可将发动机安装在能够运动的车辆上)。
在一些实施方式中，热源也可以是辐射热源，例如，可被引导的，或用透镜或放大装置聚焦的，和/或由例如镜子反射的太阳能，以加热下容器。
在一些实施方式中，热源可以是传导热源，例如来自热交换器的热量，或者可以是对流热源，例如来自加热气流或蒸汽，或风扇，该风扇的目的在于加热位于期望旋转位置中的容器。
通常，如这里描述的发动机的实施方式可从任何适当的热源提取能量，热源是传导的、对流的、辐射的，或其组合。
热源是导致工作流体变热的主要驱动力，并产生导致将液体传递至一些更高高度的位置的蒸汽压力。在此更高的位置，工作液体将具有更高的势能，可将该势能转化成动能以驱动发动机。
在一些实施方式中，可从轴或其它旋转件获得作为旋转能量的如这里通常描述的发动机的输出。任何使用旋转能量的适当装置可与轴或其它旋转件连接。这种装置可包括，例如，发电机、交流发电机、斯特林发动机、泵和压缩机。
因此，如这里通常描述的，可用发动机产生电能、热能或机械能。另外，根据需要，可通过各种齿轮系统、液压联轴节、行星齿轮系和各种其它技术，调节并适应来自轴和其它旋转件的输出扭矩和速度。
通常，在一些实施方式中，可从逐渐冷却的源提取热量。这样，来自系统的一个输出可以是被冷却的热源(例如，流体)，同时，可用从流体提取的能量来产生扭矩、发电或用于其它使用。
在一些实施方式中，冷却的流体是可用于其它应用的副产品。例如，光伏(PV)太阳能系统的副产品是热流体，通过一个或多个如这里通常描述的发动机，可用该热流体产生能量，同时，所输出的冷却的流体可用作用于进一步冷却PV系统的冷却介质。
虽然，在一些实施方式中，将整体结构示出为具有一系列围绕中心轴线旋转的元件的“轮子”，但是这不是唯一可能的布置，并且，轮式布置仅是一个实例。
如上所述，容器和管道中的工作流体可以是具有期望的沸点的单一流体。将两种或更多种流体混合在一起也是可能的，例如，将在较低温度下沸腾的一种流体(例如，乙醇)与具有更高的沸点温度的第二流体(例如，水)，可将其向上驱动通过管道。
在这种实施方式中，第二流体将具有更高的沸点，这样，可主要保持为液体。一个这种组合可以是乙醇和水的组合。具有较低沸点和较低密度的异丙醇乙醇将趋向于浮在水的表面上，并且，一旦暴露于热量中，其将使水沸腾并将水向上驱动至下一个容器。
在一些实施方式中，对于工作流体的各种不同的级，可基于热源的输入温度来优化发动机。在第二流体是水或一些更重的流体的地方，与如果向上运送相同量的乙醇或更轻的流体相比，这可帮助产生更多势能。
在一些实施方式中，溶解或悬浮可溶或不可溶的添加剂以进一步增加容器和管道中的向上运送的混合物的密度，这也可增加质量和产生的重力矩和浮力矩，并由此可增加发动机的旋转动能。
这种添加剂的实例是食盐(NaCl)，其可被填加至水中，并且，其将趋向于增加密度并改变水的沸点。其它密度增加添加剂可包括悬浮液、浆料和胶体，例如与水混合的金属或矿物颗粒。可使用不会明显影响密度而仅改变沸点的其它添加剂。
在一些实施方式中，根据热源的温度，可使用不同的工作流体。例如，在热源可以是地热的低环境温度下(例如，在北美的冬天)，工作流体可以是液态二氧化碳，或具有相变部分和质量部分的组合流体，向上运送该流体以产生势能。
虽然以上描述提供了一个或多个方法和/或设备的实例，但是，将理解，如本领域的技术人员所理解的，在本发明的范围内，可存在其它方法和/或设备。

Claims (62)

1.一种用于从热源提取能量的发动机，包括：
a.支撑件；
b.轴，与所述支撑件可旋转地耦接并沿第一方向能够旋转；
c.多个容器，与所述轴耦接并围绕所述轴隔开；
d.工作流体，设置于所述多个容器中；以及
e.多条管道，在曲折流路中将所述容器连接在一起，每条管道具有与所述多个容器中的一个连接的出口端、与所述多个容器中的另一个连接的入口端、以及单向止回阀，所述单向止回阀被构造为允许所述工作流体经由所述出口端从所述一个容器流出，通过所述管道并经由所述入口端流入所述另一容器；
f.其中，设置所述多个容器和管道的形状，并将所述多个容器和管道布置在所述轴周围，并且选择所述工作流体，使得当用所述热源加热所述一个容器时，所述一个容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体从所述一个容器流入位于所述一个容器上方的所述另一个容器，以产生促使所述轴沿所述第一方向旋转的重力矩。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中：
a.所述多个容器至少包括第一容器、第二容器和第三容器；
b.所述多条管道包括：第一管道，具有与所述第一容器连接的出口端和与所述第二容器连接的入口端；和第二管道，具有与所述第二容器连接的出口端和与所述第三容器连接的入口端；
c.其中，在所述轴周围布置所述容器，使得当用所述热源加热所述第一容器时，所述第二容器位于所述第一容器上方，并且所述第一容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体向上通过所述第一管道流入所述第二容器，以促使所述轴沿所述第一方向的旋转；并且
d.其中，当用所述热源加热所述第二容器时，所述第三容器位于所述第二容器上方，并且所述第二容器中的工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分工作流体向上流过所述第二管道并流入所述第三容器，以促使所述轴沿所述第一方向的旋转。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述轴限定竖直发动机平面，并且所述容器布置在所述轴周围，使得当用所述热源加热所述第一容器时，所述第二容器位于相对于所述竖直发动机平面的位置中，以促使所述轴沿所述第一方向的旋转。
4.根据权利要求1所述的发动机，其中，每个容器中具有气阱，当之前的容器经历蒸汽压力的增加时，在所述气阱中从之前的容器接收所述工作流体。
5.根据权利要求4所述的发动机，其中，每条管道的所述出口端伸入所述另一容器，以在其中限定所述气阱。
6.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述管道包括管状结构件，所述管状结构件被构造为将所述容器彼此耦接并将所述容器耦接至所述轴。
7.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述多个容器包括至少5个容器。
8.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述多个容器包括至少7个容器。
9.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述第一容器和所述第二容器是不相邻的。
10.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述管道具有围绕所述轴前后交叉的交替图案。
11.根据权利要求1所述的发动机，其中，将所述管道中的至少一条构造为，当所述工作流体从所述一个容器流至所述另一容器时，冷却所述至少一条管道中的工作流体。
12.根据权利要求11所述的发动机，进一步包括滚筒，所述滚筒中具有冷却流体，并且其中，所述管道与所述滚筒接合，因此所述冷却流体趋向于冷却流过所述管道的所述工作流体。
13.根据权利要求12所述的发动机，其中，所述冷却流体通过所述滚筒再循环。
14.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括与所述轴、所述管道和所述容器中的至少一个耦接的旋转件，所述旋转件被构造为与所述容器一起旋转。
15.根据权利要求14所述的发动机，其中，所述旋转件是与至少一条管道连接的滚筒。
16.根据权利要求14所述的发动机，其中，所述旋转件是与至少一个容器连接的环形件。
17.根据权利要求16所述的发动机，其中，所述环形件具有用于与齿轮啮合的轮齿。
18.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述工作流体包括两种或更多种不同的流体。
19.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述工作流体包括密度增加添加剂。
20.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述工作流体包括被选择为改变所述工作流体的沸点的添加剂。
21.根据权利要求1所述的发动机，其中，每个容器包括被选择为延迟或加快其中的所述工作流体的加热直到所述容器位于相对于所述热源的期望位置处的材料。
22.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述热源包括多个热源。
23.根据权利要求1所述的发动机，其中，每条管道具有设置于其中的两个或更多个单向止回阀，将所述两个或更多个单向止回阀布置为，当所述工作流体在所述容器之间移动时，管理所述工作流体的热特性和流动特性。
24.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述热源是液体热源，并且其中，所述容器的旋转选择性地、至少部分地将所述容器中的至少一个浸没在所述液体热源中，从而导致浮力施加在所述容器上。
25.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器中的至少一个在其上具有散热片，以便于至少一个所述热源和周围空气之间的热能的传递。
26.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述热源包括辐射热源、传导热源和对流源中的至少一个。
27.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述热源是流动的流体。
28.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述热源是非流动的流体。
29.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述热源位于所述轴的下方。
30.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述多条管道包括柔性软管。
31.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器与所述轴隔开相似的径向距离。
32.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器在所述轴周围均匀地隔开。
33.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器与所述轴隔开不相似的径向距离。
34.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器在所述轴周围不均匀地隔开。
35.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器由导热材料制成。
36.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器由绝热材料制成。
37.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述容器由复合材料制成。
38.根据权利要求1所述的发动机，其中，将所述发动机构造为，用以产生电能、热能和机械能中的至少一种。
39.根据权利要求1所述的发动机，其中，将所述发动机构造为提供所述热源的冷却。
40.根据权利要求1所述的发动机，其中，从所述容器去除空气，以便于所述工作流体的蒸发。
41.根据权利要求40所述的发动机，其中，用至少一个真空或通风系统从所述容器中去除所述空气。
42.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括与所述容器、所述管道和所述轴中的至少一个连接的飞轮。
43.一种用于从热源提取能量的发动机，包括：
a.支撑件；
b.轴，与所述支撑件可旋转地耦接；以及
c.多个与所述轴耦接的容器组件，每个容器组件包括：
i.多个容器，与所述轴耦接并围绕所述轴隔开；
ii.工作流体，设置于所述多个容器中；以及
iii.在曲折流路中将所述容器连接在一起的多条管道，每条管道具有与所述多个容器中的一个连接的出口端、与所述多个容器中的另一个连接的入口端、以及单向止回阀，所述单向止回阀被构造为允许所述工作流体经由所述出口端从所述一个容器流出，通过所述管道并经由所述入口端流入所述另一容器；
iv.其中，设置所述多个容器和管道的形状，并将所述多个容器和管道布置在所述轴周围，并且选择所述工作流体，使得当用所述热源加热所述一个容器时，所述一个容器中的所述工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分所述工作流体从所述一个容器流入位于所述一个容器上方的所述另一容器，以产生促使所述容器组件沿特定方向的旋转的重力矩。
44.根据权利要求43所述的发动机，其中：
a.所述多个容器至少包括第一容器、第二容器和第三容器；
b.所述多条管道包括：第一管道，具有与所述第一容器连接的出口端和与所述第二容器连接的入口端；和第二管道，具有与所述第二容器连接的出口端和与所述第三容器连接的入口端；
c.其中，在所述轴周围布置所述容器，使得当用所述热源加热所述第一容器时，所述第二容器位于所述第一容器上方，并且所述第一容器中的所述工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分所述工作流体向上通过所述第一管道流入所述第二容器，以促使所述组件沿特定方向的旋转；并且
d.其中，当用所述热源加热所述第二容器时，所述第三容器位于所述第二容器上方，并且所述第二容器中的所述工作流体经历蒸汽压力的增加，导致至少一部分所述工作流体向上流过所述第二管道并流入所述第三容器，以促使所述组件沿特定方向的旋转。
45.根据权利要求44所述的发动机，其中，所述轴限定竖直发动机平面，并且将所述容器布置在所述轴周围，使得当用所述热源加热所述第一容器时，所述第二容器位于相对于所述竖直发动机平面的位置中，以促使所述轴沿第一方向的旋转。
46.根据权利要求43所述的发动机，其中，每个容器中具有气阱，当之前的容器经历蒸汽压力时，在所述气阱中从之前的容器接收所述工作流体。
47.根据权利要求46所述的发动机，其中，每条管道的所述出口端伸入所述另一容器，以在其中限定所述气阱。
48.根据权利要求43所述的发动机，其中，所述多个组件中的每个进一步包括与所述轴连接的耦接器，所述耦接器构造为允许所述组件中的至少一个沿与其它组件相反的方向旋转。
49.根据权利要求43所述的发动机，其中，将所述多个组件构造为旋转两个或更多个旋转件，从所述旋转件能够获得能量。
50.根据权利要求49所述的发动机，其中，所述两个或更多个旋转件构造为，以不同速度、不同扭矩和不同功率输出中的一种或多种来旋转。
51.根据权利要求43所述的发动机，其中，所述多个组件中的至少两个在其中具有不同的工作流体。
52.根据权利要求43所述的发动机，其中，所述多个组件包括第一组件和最后组件，并且其中，所述第一组件构造为，当所述热源具有第一温度时用所述热源加热所述第一组件，并且所述最后组件构造为，当所述热源具有第二温度时用所述热源加热所述最后组件。
53.根据权利要求52所述的发动机，其中，所述第二温度小于所述第一温度。
54.根据权利要求53所述的发动机，其中，所述第一组件中的工作流体选择为具有接近所述第一温度的第一沸点温度，并且所述最后组件中的工作流体选择为具有接近所述第二温度的第二沸点温度。
55.根据权利要求43所述的发动机，进一步包括限定多个在其中具有热源的通道的槽，并且其中，所述多个组件中的每个构造为与所述槽中的一个通道接合。
56.根据权利要求55所述的发动机，其中，将所述槽的至少一些通道布置成Z字形的图案。
57.根据权利要求56所述的发动机，其中，所述热源沿着所述槽中的所述通道流动，并且，至少一个所述通道中的至少一个组件沿与其中的热源的流动方向相同的方向旋转。
58.根据权利要求56所述的发动机，其中，所述热源沿着所述槽中的所述通道流动，并且，至少一个所述通道中的至少一个组件沿与其中的热源的流动方向相反的方向旋转。
59.根据权利要求43所述的发动机，进一步包括与至少一个所述组件连接的飞轮。
60.根据权利要求43所述的发动机，进一步包括与所述轴、所述管道和所述容器中的至少一个耦接的旋转件，所述旋转件构造为与所述容器一起旋转。
61.根据权利要求43所述的发动机，其中，所述发动机构造为，用以产生电能、热能和机械能中的至少一种。
62.根据权利要求43所述的发动机，其中，所述发动机构造为提供所述热源的冷却。
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