CN102705111A - 新一代热机 - Google Patents

Abstract

新一代热机。“压缩空气，温度升高”。现在使用的水冷式柴油机，使它的燃烧室体积不能膨胀，把冷却系统封闭起来，冷却水汽化对外做功。制造这样的热机，与燃煤蒸汽锅炉相仿处是产生的热通过固体传递给水。一罐液化煤气放在火中加温，因内部膨胀会爆炸。再制造一个铁质外壳，强度超过内部爆炸力，在达到爆炸温度时体积不能膨胀，在气罐内、外壳之间用水或水蒸气把热量传递出去对外做功。把获取能源的方式发展到使原子的核外电子产生热能。空气可以液化，是最易获取的能源。彻底解决能源问题；不排放温室气体；与现在使用的热机完成温室气体循环。这是人工模拟行星的内能来源制造，是能源发展的最高阶段。

Description

新一代热机

一技术领域

机械制造。新一代热机可提高能源产能(热能)效率，不排放温室气体，可把空气转化成能量(热能)。 

二背景技术

1“物体的内能”理论 

现代物理学对“物体的内能”的解释是：“液体分子的无规则运动叫布朗运动(图1)也叫热运动。”“物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的热力学能，也叫内能。”用这个概念去解释，由“压缩空气”致使的“温度升高”，空气分子的热量来源是在压力作用下分子相互运动产生的(图2，表示分子布朗运动的线段是作者加的)。如果制造的容器只容下一串气体分子，分子与相邻的分子之间根本无法进行位置交换，在这样的情况下压缩这串气体分子、它的温度升高即与分子的布朗运动无关。温度产生于电荷(分子或原子的核外电子)。 

传统的理论是，原子核的质子所带的正电荷数与负电荷(核外电子)数相等，原子是中性的。如果原子的核外电子产生热(释放波)，与原子核的质子所带的正电荷就不平衡，原子就显示电性(正电)。显示电性的标志是产生引力，因为带电体吸引轻小物体。 

“压缩空气，温度升高”。空气是由氧气、氮气、二氧化碳和惰性气体组成的。氧、氮、碳和惰性气体都是原子结构：原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。空气中并不含有放射性元素“压缩空气，温度升高”说成“压缩原子，温度升高”更确切。组成地球的岩石、水和土壤的各元素也都是原子结构，那么，地球的内能(热)来源也是由压缩原子，由原子的核外电子产生的。 

这里给出一个实验：用个比喻就是：人在地球表面的重力是60kg，如果用人工方法增加地壳内部压力，内部温度升高，人的重力将大于60kg.增加内部压力等于增加地球质量，天体质量大内能能值就大，引力就大，反之就小。同一个人，在月球表面的重力状态和在地球表面的重力状态就是天然的实验结果。 

通过上面的分析和一些事实，可以得出以下结论： 

在外界给予压力或自身引力产生的压力的作用下，由于原子的核外电子产生的热量(不同原子的核外电子、同一原子不同电子层的电子相互“摩擦”、原子在基态的情况下由于压缩核外电子运动当经收缩而释放的光子即热量之和)，叫做物体的内能。(图3) 

虽然现在物理学没有这样解释，但这是一个不争的事实。 

分子受热后，向重力的反方向(上)运动，这在液体和气体局部受热以后很明显。 

在解释蒸汽机和地球的内能来源时，把“物体的内能”和“分子的热运动”连在一起，在这里要严格的区别开来，这是一个理论，因为它是研制新一代热能量基本的理论。 

2背景技术 

柴油机的工作原理是：压缩空气，然后向内喷射雾化柴油，柴油与空气发生化学反应放中热量，因气体体积膨胀形成压强，推动活塞运动做功。 

一罐液化气(煤气或天然气)，放在火中加温，就会爆炸。 

军事上用的炮弹爆炸是因为内部固态炸药迅速汽化，放电热量，内部产生的压强超过外壳的强度而发生的。 

蒸汽机的工作原理是水温上升到100摄氏度时由液态变成气态，体积膨胀对外做功。 

这些都是人们很熟悉的。 

3对“物体的内能”内涵的利用 

按照现在获取化学能的方法和分子动理学的理论，现在使用的内燃机发生爆发是发挥它的最大能量，然后就是能量(热)减少。 

在一定量空气和燃料的情况下内燃机发生爆发的瞬间其压强达到最大值，但是，根据“压缩空气， 温度升高“的道理，对排放出去的热(波)和气体分子得充气利用。在内燃机压强达到最大值时，保持或增加压强，不让体积膨胀。根据“压缩空气，温度升高”对“物体的内能”进行分析是一个理论，把这个理论和现在正在使用的内燃机、蒸汽机的一些技术有限制地结合起来，就可制造出新一代可提高能源产能(热能)效率，不排放温室气体，可把空气转化成热能的热机来。 

三说明书附图说明 

(一)图1是人教版高中《物理》教科书第二册第73页图14-4，显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线，即分子的布朗运动图。 

(二)图2是高中《物理》教科书第二册第78页图11-9，表示压缩气体做功，气体内能增加的图。内能增加(温度升高)，是由分子的布朗运动产生的(图中1表示分子布朗运动的线段是作者加的)。 

(三)图3是在分子不能进行布朗运动的情况下进行压缩，温度仍然升高(分子或原子的核外电子放出热量)示意图。 

图3中：1：原子核，2：核外电子，3：不同原子最外电子层之间的电子相互“摩擦”释放光子，4：同一原子不同电子层之间的电子相互“摩擦”释放光子，5：表示原子由基态由于压缩核外电子运动轨道收缩而释放光子。 

(四)图4是新一代热机基本外观和沿“A-A”、“B-B”剖面位置内部结构示意图 

图4中：1：外壳。2：内壳。3：传热层。4：底座。“A-A”、“B-B”表示剖面位置。 

(五)图5是沿图4A-A剖面所显示的内部结构图 

图5中：1：外壳。2：内壳。3：水汽化孔。4：传热层，内、外壳之间包括水汽化孔统称为传热层。 

(六)图6是沿图4B-B剖面所显示的内部结构图 

图6中：1：外壳。2：内壳。3：储热室。4：传热层。5：产热室。6：高压水泵导管，。7：高压气泵导管。8：高压液压泵导管。9：排放阀门。10：柴油雾化器。11：水蒸气排放孔，其作用是对外做功。 

三新一代热机的结构和操作过程 

1结构及各部分的作用 

外观结构设计成圆柱型，两端半球型，下设支架。(图4) 

内部结构 

A-A剖面：(图5) 

以地球为参照物说明这个问题比较清楚，把地球包一个铁质壳，把这个铁质壳分为三层： 

内层：里面的一层为内层(我们叫它内壳)，作用是传递热，阻止整个气体分子(或原子)通过： 

外层：外面的一层为外层(我们叫它外壳)，作用是它的强度超过内部膨胀力。 

传热层：在内壳和外壳之间的部分叫传热层，设置许多通道，作用是从内壳传递的热使水通道的水汽化对外做功，但不影响总体强度。 

B-B剖面：(图6) 

储气室：在内壳的上方和外壳之间留一个空间作为储气室，储气室和外界相通使水气化对外做功，储气室也可以用导管分离开。 

高压导管： 

在内壳的底部留3个高压导管：一个连接高压气泵，作用是向内壳压缩空气：另两个分别连接高压液压泵，作用是向内壳注入液态燃料。 

在内壳的上部安装柴油雾化装置，作用是向内喷雾化柴油。 

在导热层的底部留一高压导管和高压水泵连接，作用是水的补充。 

排放阀： 

内壳和传热层都安装排放阀，作用是停止工作对排放内部气体和液体。 

所有高压导管和排放阀尽可能增加与外界水的接触面，以起降温作用。 

2操作过程 

根据柴油机的工作原理，向内壳压缩空气，然后连续喷雾化柴油，发生爆发但体积不能膨胀，当压力、温度达到一定值时，就完成启动过程了。这种方法叫柴油机原理启动法。 

根据给液化气(煤气或天然气)加温发生爆炸的现象，在内壳中加入液化气，用电能形成涡流加热、用电打火的方法和用炸药在内部引爆也可完成启动。这实质是从内部引起爆炸，比柴油机原理启动法安全系数小。 

热机进入工作状态后，及时补充液体“燃料”，内部产生的热量只能 的水汽化传递出去。 

停止工作，可通过排放阀排除内部所有的液、气体。 

四能源新概念 

气体可以液化，温度升高汽化产生高压，温度最容易升高，所以气体是最理想的原料，按材料的优劣顺序是在相同的温室下密度越小越容易使用，空气是最容易获取的材料。 

热机是在分析“压缩空气，温度升高”的道理，以地球为参照物设计的，实质上这就是一个人工制造的固态外壳的“行星”在这里，原子就是能源。自然环境下，密度越大，能源越难利用，它不分气态。液态和固态，这取决于制造的“行星”内壳能形成压力的大小，选用材料的耐温情况。 

五新一代热机和现在使用的热机使用效果分析对比 

现在使用的往复式汽油发动机转化为机械功的热能一般30至35％，往复式柴油发动机转化为机械功的 

热能一般30至35％，燃气轮机转化为机械功的热能一般20-30％，燃煤蒸汽机转化为机械功的热能更低。 

以往复式柴油发动机为例，它转化为机械功的热能一般30至35％，柴油的热值46.04mJ/kg。1千克柴油转化为机械功的有效热能为：13.81-16.11mJ/kg。 

1千克石油转化成温室气体对环境污染这是一个无法解决的问题。 

新一代热机用柴油和空气发生化学反应只是启动过程，反应后不排放温室气体。 

原子中负电荷的质量占原子质量分数的1/3670，1千克任何原子校外电子电量热是4.8×10⁷C。在原子中，核外电子和原子核的质子、中子都不是孤立存在的，单位质量的原子(毫克mg)能产生的热值(千焦mJ)只能左实际应用中测试出质量消耗和对应释放的热能(用Ec表示，C：常字拼音第一个字母，E：表示热能，这是一个常量，)，用式子表示就是： 

可利用液化空气作为能源，回收空气，在大气的多少达到最佳状态时，与现在使用的内燃机完成温室气体的循环，彻底解决能源和环境两个问题。 

这是能源发展的最高阶段。 

六具体实施方式

专利申请完成后，联合有生产能力的企业共同生产。 

从新一代热机能产生的经济效益和社会效益方面讲，国家应该立项。 

Claims (1)

1.一新一代热机的结构及各部分的作用

1外观结构设计成圆柱型，两端半球型，下设支架。

2A-A剖面：

内层：里面的一层为内层(我们叫它内壳)，内壳球型，作用是传递热，阻止整个气体分子(或原子)通过；

外层：外面的一层为外层(找们叫它外壳)，作用是它的强度超过内部膨胀力；

传热层：在内壳和外壳之间。设置许多水通道，作用是从内壳传递的热使水通道的水汽化对外做功，但不影响总体强度。

内、外壳和传热层是一个耐超高压、耐高温的铁质结构。

3B-B剖面：

储气室：在内壳的上方和外壳之间留一个空间作为储气室，储气室和外界相通使水蒸气对外做功；

高压导管：在内壳的底部留3个高压导管，一个连接高压气泵，作用是向内壳压缩空气。两个分别连接高压液压泵，作用是向内壳注入液态燃料。

在内壳的上部安装柴油雾化装置，作用是喷雾化油。

在导热层的底部留一高压导管和高压水泵连接，作用是补充水。

排放阀：

内壳和传热层都安装排放阀，作用是停止工作时排放内部气体和液体。

所有高压导管和排放阀尽可能增加与外界水的接触面，以起高温作用。

二新一代热机的产热方法

4根据柴油机的工作原理，向内壳压缩空气，然后连续喷雾化柴油，达到爆发的温度、压力，但体积不能膨胀，当压力、温度达到一定值时，就完成启动了。

5在内壳中加入液化气(煤气或天然气)，用电能形成涡流加热，也可完成启动。

6用电打火的方法和在内壳内引爆炸药的方法也可完成启动，这实质是从内部引起爆炸，但体积不能膨胀。

7在完成前面所说的启动后，热机的正常工作产生的热量并不是化学能。而是产生于电荷(高压下分子或原子的核外电子)。

三新一代热机的特点

8把高压状态下分子(或原子)产生的热量同水分子升温汽化对外做功分别在不同的空间进行。把“物体的内能”和“分子的热运动”分离开。

9用液化空气转化为热能，“回收”空气。

10与现在使用的以石油为燃料的内燃机和以煤为燃料的蒸汽机配合完成空气和温室气体的循环。

四能源新概念

11气体可以液化，温度升高最容易汽化产生高压，所以气体是最理想的原料，按材料的优劣顺序是在相同的温度下密度越小越容易使用，空气是最容易获取的材料。

12热机是在分析“压缩空气，温度升高”的道理，以地球为参照物设计的，实质上这就是一个人工制造的固态外壳的“行星，”在这里，原子就是能源。自然环境下，密度越大，能源越难利用，它不分气态、液态和固态，这取决于制造的“行星”内壳能形成多大的压力，选用材料的耐温情况。。

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