CN102725525A - 低温差旋转发动机 - Google Patents

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Abstract

一种发动机被配置来从热源提取能量，如下所述。轴可旋转地联接于支撑件并可沿第一方向旋转。多个容器联接于轴并围绕该轴设置。多个容器中的至少第一容器包括隔热部和导热部。多根管道将多个容器连接在一起。多个容器中的每一个经由管道中的至少一根与多个容器中的至少另一个连通。多个容器被设置成允许第一容器的导热部遇到热源。导热部能够传递热量，以至少部分地蒸发第一容器内的挥发性流体，使得质体至少部分地从第一容器朝位于第一容器上方的连接容器移动。这就产生了促使轴和多个容器沿第一方向旋转的重力矩。

Description

低温差旋转发动机
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年11月15日提交的美国临时申请No.61/261,362以及于2010年10月31日提交的美国临时申请No.61/408,649的权益，其整体内容通过引用结合于此。
技术领域
这里描述的实施例涉及从低温差源提取能量，更具体地，涉及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（例如通过太阳能处理、地热处理或工业处理加热的水）提取能量并将此能量转化成旋转或其他形式的能量，通常效率低或不实用。
已经进行了多次尝试来提供使得能量提取更实用的设备。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。该转子被设计为围绕水平轴线旋转且同时在其一部分轮缘隔室中含有挥发性液体。该转子具有轮毂（其也具有分开的隔室）以及使轮毂与轮缘隔室互相连接的中空轮辐。该转子的内部被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。这导致转子一侧上的重量不平衡，这使得转子沿趋向于恢复其重量平衡的方向在重力的影响下转动或旋转。只要将压缩气体送入其轮毂，转子就继续旋转。压缩气体可以是转子中的挥发性液体的气相。
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。包括至少三个由流体管道连接的细长腔室的流路安装在该框架上，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，这增大了所加热腔室内的蒸气压力，从而迫使流体流出该腔室并流入流路中的直接下游的腔室。下游腔室的所增加的重量产生围绕轴的转矩，沿上游方向旋转框架。
此外，Iske（美国专利No.243,909）描述了一种电机中的直管，该直管在每端具有容器，并允许封闭的挥发性液体在热量作用下从一个容器到达另一个容器。
仍然需要一种从低温差源提取能量的改进设备。
发明内容
一种发动机被配置成从热源提取能量，如下所述。轴可旋转地联接于支撑件并可沿第一方向旋转。多个容器联接于轴并围绕该轴设置。多个容器中的至少第一容器包括隔热部和导热部。多根管道将多个容器连接在一起。多个容器中的每一个经由管道中的至少一根与多个容器中的至少另一个连通。至少第一容器中设置有挥发性流体。选择挥发性流体，以由于热源而至少部分地蒸发。至少第一容器中设置有质体（mass）。所述多个容器设置成允许第一容器的导热部遇到热源。导热部能够传递热量，以至少部分地蒸发第一容器内的挥发性流体，使得质体至少部分地从第一容器移动到位于第一容器上方的连接容器。这就产生了促使轴和多个容器沿第一方向旋转的重力矩。
附图说明
图1是根据本发明实施例的被配置成从热源提取能量的发动机的示意图；
图2a-2b是运动中的隔离管道和容器对的横截面图；
图3是滚筒和旋转位置检测器的示意图；
图4a是发动机的旋转部分的示意图；
图4b是用于控制发动机的控制器的程序的图表；
图5是用于控制发动机的控制器的另一程序的图表；
图6是用于控制发动机的控制器的又一程序的图表；
图7是容器及连接管道的一部分的横截面图；
图8是根据另一实施例的容器的横截面图；
图9是根据另一实施例的容器的横截面图；
图10a-10b是根据另一实施例的具有自调节容器的发动机的横截面局部视图；
图11是根据另一实施例的容器的横截面图；
图12是根据另一实施例的容器的横截面图；
图13a-13b是根据另一实施例的多级发动机的示意图；
图14是根据另一实施例的隔离管道和容器对的横截面图；
图15是根据另一实施例的发动机的容器、管道及阀门布置的示意图；
图16是根据另一实施例的容器的横截面图；
图17是根据另一实施例的容器的横截面图；
图18是根据另一实施例的容器及连接管道的一部分的横截面图；
图19是利用图18中的容器的发动机的示意图；以及
图20是根据另一实施例的利用图18中的容器的发动机的示意图。
图21是有助于理解本发明实施例的理想化热力循环的P-V图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的被配置成从热源提取能量的发动机100的示意图。发动机100包括支撑件102、可旋转地联接于支撑件102的轴104、围绕轴104设置的多个容器106、将多个容器106连接在一起的多根管道108、位于管道108上的多个阀门110、以及管道108固定在其上的滚筒112。滚筒112固定于轴104并允许容器106和管道108的轮状布置以沿第一方向R旋转。护罩（shroud）113包围容器106和管道108的布置。发动机100包括控制发动机100的操作的控制器150。
支撑件102是固定在底座（诸如混凝土沟道114）上的框架或类似刚性结构。支撑件102支撑热源116上方的发动机，这种情况下，热源是沿箭头D表示的方向流动的水。支撑件102包括减震脚117，其可由诸如橡胶或弹性体的材料制成。下面对其他热源和底座结构进行说明。
轴104可旋转地连接于支撑件102。轴104可通过轴承连接于支撑件102以降低旋转摩擦。发动机100的大部分连接于轴104并随轴104沿方向R旋转。这样的连接可以是将发动机的大部分刚性固定于轴104或者可以是利用允许只沿一个方向旋转的单向联轴器，例如利用椭圆形轴承。可以从轴104获取机械能，如果需要，可利用发电机将机械能转化为电能。
每个容器106经由管道108中的一根与至少一个其他容器106连通。在该实施例中，成对的容器106连接至管道108的端部，从而允许成对的容器106之间的连通，以便于流体或其他质体的流动。管道108彼此成角度地偏置，以便与容器106形成沿周缘的轮辐状布置。管道108延伸穿过滚筒112并固定于滚筒，滚筒连接于轴104。容器106、管道108、阀门110、滚筒112及轴104的组合体作为一个单元绕轴104的轴线旋转。因此，每个容器106依次与热源116热接触并顺序地离开热源116，以受散热器118的影响，例如所示出的相对较冷的环境空气。发动机100利用热源116与散热器118之间的温差旋转，从而发电，如下面更详细的讨论。
在该实施例中，管道108充当结构元件，以将容器106相对于彼此保持在适当位置。在其他实施例中，设置单独的结构元件（例如结构沟道、角钢、结构管等）来保持容器106，并且管道108的尺寸可减小，而主要用来传输质体。
护罩113（或外壳）连接于支撑件102，并且包括大致圆柱形的中空本体。为了安全起见，护罩113包围发动机100的运动部分，且护罩可设计为通过牢固容纳碎片或拆离的运动部分或者通过压皱以吸收这些碎片或拆离的运动部分的动能来安全承受灾难性故障。在一个实施例中，护罩113简单地防止操作人员太靠近发动机100的运动部分。一盒体可安装在护罩113的一侧上以容纳控制器150。护罩113还可具有允许充当散热器118的空气运动的开口。护罩113还可具有允许操作人员对发动机100进行安全观察的窗口。制造护罩113的材料的实例包括可高度变形的金属（诸如ARMCO 33）或包括凯夫拉尔纤维（Kevlar）的复合材料。
热源116的实例包括例如由工业处理或生活小区处理加热的水（或其他液体）（例如热废水）、定向和/或集中的太阳光线、地热源、海洋热源、分解生物质、人类（或其他存活的哺乳动物）的体热、操作电子器件产生的热量及类似的热源。其他实例包括热废气或其他气流。散热器118的实例包括由或不由容器106外部的水（或其他液体）的蒸发冷却效果辅助的环境空气、从冷却库通过自然对流或强制对流（例如容器106在空气中的运动）经管路输入的冷却流体、或者这些的组合。
底座结构114的实例包括固定底座，诸如沟道、冷却池（例如发电厂使用的冷却池）及金属罐。移动底座同样适用，包括船舶、驳船、轨道车、卡车及汽车等交通工具。其他底座包括浮动平台。
为了说明，图2a-2b示出了隔离管道108和连接容器对（即，第一容器106和连接容器106），管道108的阀门110可打开和关闭，以控制质体202在这对连接容器106之间的运动。在该实施例中，质体为每对容器106和互连管道108所包含的流体。每个容器106包含将质体202与容器106的包含挥发性材料206的一部分隔离的柔性隔膜204。
隔膜204由柔性隔热材料（诸如硅橡胶等）制成。在另一实施例中，隔膜204为密封材料（诸如硅橡胶）以及陶瓷制成的隔热构造（诸如Nextel）的组合。在另一实施例中，隔膜为具有陶瓷隔热材料或其他隔热构造或凝团（nodule）的复合混合物的模制硅橡胶。
当特定容器中的挥发性材料206被加热时，挥发性材料206中的至少一部分蒸发并膨胀，推动隔膜204使隔膜204变形。因此隔膜204推动质体202，且在阀门110打开时，促使质体202从正在被加热的特定容器106通过管道108朝另一个较高容器106移动并进入这个容器。朝较高容器106移动并进入这个容器的流体的质体202产生促使轴沿第一方向（图1中的R）旋转的重力矩。
例如，图2a示出了在重力影响下表现出重量W的管道和连接容器对的质体的中心。重量W与轴的中心轴线偏离力矩臂L。因此，重力矩M趋向于使发动机100旋转。发动机100的旋转使得下部容器106受热源116的影响，所述热源开始加热该容器106且由此开始蒸发挥发性材料206。位于加热容器上方的另一个容器106中的挥发性材料206的蒸气遇冷而至少部分地冷凝，从而使部分真空作用于隔膜204上，且一旦阀门110打开就协助将流体的质体202向上拉动。
图2b示出了发动机旋转一段时间后以及将大部分流体的质体202移入上部容器106之后的管道和连接容器对。对于每个管道和连接容器对，重复上述循环，从而连续地转动发动机。发动机100在这种情况下继续运行，同时热源116足够暖，且同时连接容器中的挥发性液体能够被冷却。
挥发性材料206选择成在低于或等于热源116的温度的温度下至少部分地蒸发。挥发性材料的实例包括酒精（例如，乙醇或甲醇）、氨、水，石油醚、汽油、戊烷-n、二乙醚、二甲醚、乙酸甲酯、甲基碘、醚、溴乙烷、甲醇、己烷、丙酮、丁烷-n、二硫化碳、溴、三氯甲烷、乙醛、以及氟利昂制冷剂。挥发性材料可作为流体、蒸气或其组合提供。要理解的是，挥发性材料的实例的列表并非详尽无遗，还可以使用具有适当蒸发温度并可安全容纳在使用容器106中的其他挥发性材料。
质体202选择成提供足够的重量W。质体的实例包括液体、凝胶、悬浮体、胶体、触变膏、诸如颗粒（例如钨颗粒）的固体、砂粒、滚珠、以及类似的流动材料。这样的液体可包括水、油、碘、汞、以及其他高密度液体。通过添加液体或润滑剂或通过涂覆低摩擦涂层可以使固体或颗粒流动材料具有流动性。质体的实例的列表并非详尽无遗，还可以使用在管道108和容器106内具有足够流动性的其他合适质体。
管道108和容器106可使其内表面涂覆有低摩擦涂层，如聚四氟乙烯，以减少摩擦并改善质体的运动。
阀门110用于限制质体202的运动，并且可以是任何种类的适当的阀门，如电磁关闭阀。可使用其他种类的阀门，例如变流量阀门。在其他实施例中，为每个管道和连接容器对设置多个阀门。例如，阀门可以设置在管道的每端、靠近容器的入口或出口处。
回头参照图1，控制器150被配置成打开和关闭阀门110。控制器150可配置成检测其中具有挥发性流体的特定容器106是否遇到热源，并作出响应打开相关的阀门110。
控制器150包括处理器152、连接于处理器152的存储器154、连接于处理器152的收发器156、连接于收发器156的天线158、以及连接于处理器152的用户接口（UI）160。可提供总线（未示出），以将这些部件连接在一起。用于控制发动机100的程序存储在存储器154中。提供电源162，以便为控制器150的各部件以及发动机100的需要电力的其他部件供电。在一些实施例中，控制器150可以是计算机，例如台式计算机、笔记本电脑、服务器等。在其他实施例中，控制器150可以是商用工业控制器。在其他实施例中，控制器150可以是特制装置。
处理器152可以是微处理器、中央处理单元（CPU）或者能够执行指令并在存储器154、收发器156和UI 160之间传达信息的类似装置。
存储器154可包括易失和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、闪存、可擦可编程只读存储器（EPROM）、电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、硬盘等。
UI 160可包括供操作人员用来控制、监控和/或编程控制器150的输入/输出装置。这样的装置可包括监控器、键盘、鼠标、触摸屏等。例如，UI 160的监控器可显示发动机100及其各种部件的各种操作条件，诸如旋转位置、速度、功率输出、温度及压力。
收发器156可以是双向通信装置，诸如有线和/或无线网络适配器。在该实施例中，收发器156支持有线和无线两种通信模式。无线通信可以通过协议（诸如IEEE 802.11）或蓝牙来实现。在其他实施例中，对于有线和无线模式中的每个，提供不同的收发器。天线158被设置成允许由收发器156进行无线通信。收发器156可进一步链接至互联网或内联网，以便于远程监控和/或远程控制发动机100的功率输出和性能。当控制器150设置有全球定位系统（GPS）装置时，这种互联网/内联网链接可进一步用于监控发动机100的位置（诸如在发动机100安装在车辆中的情况下）。
在一个实施例中，底座结构114可配置成可由控制器150控制，以设定发动机100的位置或方向中的至少一个，以便增加暴露于适用热源116和/或相应散热器118。例如，如果发动机100被配置成利用集中太阳光线作为热源，则底座结构114可被自动控制或经由发送至控制器150的远程命令控制，以便在一天中当太阳在天空移动时增加发动机100暴露于太阳光线。在底座结构114包括浮动平台的实施例中，控制器150可用于设定发动机100在液体表面上的位置或方向。应理解的是，如果需要，还可单独利用一单独的控制器（未示出）对底座结构114进行控制。
阀门110具有用于与控制器150进行无线通信的类似的收发器和天线。该收发器和天线可以与商用工业网络系统的收发器和天线相同，诸如CAN总线。
提供一旋转位置检测器164来测量发动机100的旋转部分的旋转位置。旋转位置检测器164通过一根或多根导线连接于收发器156。在另一实施例中，旋转位置检测器164以与阀门110相同的方式无线连接于收发器156。
电源162利用旋转式电联接器（electrical coupling）为阀门110供电，该联接器是一种用于在固定装置与旋转装置之间传输电力和/或信号的商用装置。在另一实施例中，阀门110由一个或多个电池供电，该电池可以是设置在阀门110附近并随发动机一起旋转的可再充电电池，主如Li离子电池、NiMH电池或Ni-Cd电池，从而省去了通过旋转式联接器将电力输送至阀门110的需要。电源162进一步为旋转位置检测器164提供电力。在其他实施例中，由于发动机100产生转动能，电源162可包括用于将一部分转动能转化为电能以便为发动机100和控制器150的需电部件供电的发电机。例如，转动能所产生的电能可存储在一个或多个可再充电电池中，即便发动机100的旋转暂时或长时间被中断时也可提供恒定电源。
图3是滚筒112和旋转位置检测器164的示意图。
在该实施例中，旋转位置检测器164包括光源以及光电检测器。光源可以是发光二极管，照射在滚筒112的图案化区域302上。图案化区域302包括高反射部分（例如白色部分）以及高度吸光部分（例如黑色部分）。光电检测器记录从图案化区域302反射的光的强度并将该强度与阈值进行比较。因此，可利用超阈值反射（例如白色部分）的计数来推导发动机100的旋转位置，可以用度来表示。在其他实施例中，旋转位置检测器164可包括加速度计、水银开关、霍尔效应传感器或一系列电触头。如果需要，当旋转位置检测器164内在地（inherently）测量速度时，可推导出位置。另一方面，当旋转位置检测器164内在地测量位置时，可推导出速度。在另一实施例中，旋转位置检测器164包括控制器150用来沿底座114的方向补偿变化的液位传感器，例如当底座114是浮动车或结构的一部分并受到波动作用时。
图3中还示出了用于为阀门110提供电力的旋转式联接器。该旋转式联接器包括沿支撑件102设置的固定导线304以及固定于旋转轴104的周向触头306。导线304的靠近周向触头306的端部还具有与周向触头306接触的导电保护罩或导电刷，以便形成完全导电路径，而无论轴104是否连续旋转。导线（未示出）从周向触头306延伸至阀门110（未示出），而导线304延伸至电源162（未示出）。
图4a示出了发动机100的旋转部分的一般性示意图。
图4b示出了用于控制发动机100的控制器150的程序的图表。该图表可显示在控制器150的用于编程和/或监控目的的UI 160上。
图4b的程序可存储在控制器150的存储器154中。该程序包括可由处理器152执行的指令。这些指令可存储在与应用程序相关的数据文件中，从而可修改指令，而无需修改应用程序自身。可替换地，指令可以是形成应用程序的可执行代码的一部分。可使用其他编程技术。
图4b的程序使得阀门110的命令打开和关闭与发动机100的旋转位置（如旋转位置检测器164所测量的）相关。根据该程序，每隔60度，打开一个阀门，同时关闭另外两个阀门。当目标容器106位于上止点时，打开每个阀门110，这意味着包含质体202的容器直接位于热源116下方并受热源的影响。例如，当发动机100的旋转部分位于60度的角度（即从12点钟位置顺时针测量60度的相对角度）时，关闭阀门1和阀门2，同时打开阀门3。因此，质体202被从阀门3下方的容器106推进到阀门3上方的容器。在该实施例中，任何时候都打开阀门110中的一个。
现在参照图1-图3对发动机100的全面控制操作进行说明。
引入热源116，并且附近容器106中的挥发性材料206开始蒸发。处理器152参考存储器154中所存储的程序打开与该容器106相关联的阀门110，由来自旋转位置检测器164并通过收发器156在处理器152处接收的信号触发。通过从处理器152经由收发器156和天线158发送至阀门110的命令打开阀门110。阀门110的打开允许挥发性材料206膨胀并推动隔膜204，该隔膜推动质体202朝着管道108另一端的较高容器106移动并进入该容器。同时，为较高容器106提供的冷却作用冷凝其中的挥发性材料，以推动隔膜204并产生抽吸作用将质体202拉入较高容器106中。发动机100此时由于较高容器106的原因而失去平衡，从而旋转。对于所有的管道和连接容器依次重复相同的过程。
为了关闭发动机100，可使用控制器150来命令所有的阀门110关闭。这将防止质体202在容器106之间移动，因此发动机110最终达到静平衡。可进一步使用控制器150来控制有多少质体202终止于关闭的可灵活启动的每个容器106中。例如，利用三个非相邻容器中的质体202结束关闭，可能是有利的。如果热源116是流动的，则使发动机100停下来还可通过停止热源116的流动来实现（参照图13对其进行更详细的讨论）。
图5示出了用于控制发动机100的另一程序的图表。在该实例中，每个阀门110在目标容器106到达上止点之前的5度打开，且在目标容器106通过上止点之后的5度关闭。在到达上止点之前打开阀门110可以给质体202足够的时间到达目标容器106，使得由此产生的目标容器106和质体202的势能最大化，即，正当容器到达上止点时，质体202填装目标容器106。在该实施例中，每个阀门打开10度。
图6示出了用于控制发动机100的又一程序的图表。该程序示出的是并非所有的阀门110都必须在相同的旋转位置打开。该程序类似于图4中所示的程序，除后三个阀门开口比前三个阀门开口要求早5度之外。这就是发动机100如何能在不同阀门定时之间转换的实例。更普遍地，应理解的是，阀门110打开和关闭的角度位置可响应于多个因素而改变，例如包括质体202的流动性、挥发性材料206暴露于热源116后膨胀的速度、发动机100当前的旋转速度。还应理解的是，通过打开和关闭角度位置处的阀门110中的一个或多个，可利用阀门110的打开和关闭来控制所需的旋转速度，从而如果需要，发动机100的旋转速度可降低至低于最大速度。在一个实施例中，响应于从旋转位置检测器164以及测量温度和压力的各种其他传感器接收或计算的旋转速度数据，控制器150可利用反馈回路来调节阀门110的打开和关闭。下面对这样的传感器进行更详细的说明。
图7示出了容器106和连接管道108的一部分的放大视图。
阀门702设置在容器106的壁中，以允许填装和排出下腔室704中的挥发性材料。阀门702还可用于在下腔室704中建立真空压力，从而允许调节挥发性材料的热性能（例如降低沸点）。另一个阀门706设置在管道108的壁中，以允许填装和排出管道108及容器106的上腔室708中的质体。上腔室708和下腔室704由隔膜204分开，在该实施例中，隔膜由卡环710和容器壁内侧上的配合槽保持在适当位置。在其他实施例中，利用法兰将隔膜204螺栓固定到容器106中或利用热粘合技术或粘合剂粘到容器106的壁上。阀门702、706中的一个或两个可由控制器150以类似于阀门110的方式被控制，以自动地控制容器106中的挥发性材料的量和/或状态。阀门702、706可定位在其他位置，以允许填装和排出相应材料。
此外，温度传感器712（诸如热电偶、热敏电阻或电阻式温度装置-RTD）可设置成与容器106的靠近下腔室704的壁接触。因此，温度信号可经由连接于温度传感器712的收发器和天线714发送至控制器150，在操作发动机100的过程中供控制器150使用。例如，可监控下腔室704中的挥发性材料的温度，以确定其实际状况。
可设置与收发器和天线714连接的压力传感器716来测量容器106的下腔室704中的压力。容器压力可被控制器150利用来确定挥发性材料是否足够压力而适宜打开阀门110。因此，控制器150的程序可利用容器106中的挥发性材料的压力来补充发动机100的测量旋转位置，以控制阀门110的打开和关闭。在另一实施例中，压力传感器716用来代替旋转位置检测器164，如果需要，可根据压力测量值推断出发动机的旋转位置。压力传感器716还可用于检查挥发性材料是否泄漏。
图8示出了根据另一实施例的容器802。
在该实施例中，容器802被可滑动的活塞808分为上腔室804和下腔室806。活塞808经由密封件810（诸如O形环）密封在容器802的内壁上。活塞808的上表面为锥形，并且配合面812设置在容器802的顶壁处。当下腔室806中的挥发性材料被加热时，活塞808将上腔室804中的质体推入管道108和连接容器802中。活塞808和容器壁812的圆锥形可通过逐渐过渡到相对狭窄的管道108来辅助质体离开容器802。如果质体是凝胶、颗粒、固体或其他强制流动的非液体，这会特别有用。可设置唇缘814来阻止活塞808过度压缩挥发性材料。
图9示出了根据另一实施例的容器902。
在该实施例中，容器902被可滑动的活塞908分为上腔室904和下腔室906。活塞908经由密封件910（诸如O形环）密封在容器902的内壁上。从活塞908向下延伸的是一个或多个传热装置。在该实施例中，传热装置912是热管。在其他实施例中，传热装置可以是一个或多个导热金属棒或杆。几个平行的传热装置可提高活塞908在容器902内的行进的导向性。热管912通过密封件914（诸如O形环）密封在容器902上。可设置唇缘916来阻止活塞908压缩挥发性材料。容器902和管道108可由隔热材料制成，或者如同该实施例中，可内部或外部地涂覆或覆盖有隔热材料918，诸如聚氨酯泡沫、硅橡胶等。
图10a-10b示出了根据另一实施例的具有如图9所示的容器结构的发动机的一部分。图10a示出了轨迹最低点上的容器902，使得热管912（或其他传热装置）进入热源116（即水）并且几乎完全浸在热源116中。然后，如图10b所示，热管912将一部分热量传递给容器902中的挥发性材料，使得挥发性材料膨胀并使活塞908向上移动（朝着发动机的中心）。由于活塞908的移动，将热管912从热源中拔出来，导致传递给容器902中的挥发性材料的热量减少。实现了自调节效果，因为挥发性材料不会从热源116接收比需要膨胀并移动活塞908更多的热量。
图11示出了根据另一实施例的容器1102。
固定在容器1102内的是两个隔膜1104、1106，每个隔膜与上述隔膜204类似。上隔膜1104将上腔室1108与中间腔室1110分开。下隔膜1106将中间腔室1110与下腔室1112分开。上腔室1108包含质体，诸如液体，如上所述。下腔室1112包含挥发性材料，如上所述。中间腔室1100经由一个或多个开放的通风孔1114（定位成避免浸入液体热源中）打开至环境空气。下腔室1112中的挥发性材料的膨胀使得下隔膜1106压靠在上隔膜1104上，从而促使上腔室1108中的质体进入上述目标容器。然而，挥发性材料的收缩（例如通过冷凝）只会影响下隔膜1106，因为这些隔膜在这种模式下由于通风孔1114而分离，也就是说，下隔膜1106不会使质体被吸回容器1102中，因为通过通风孔1114被吸入中间腔室1110的是空气。因此，质体的运动与挥发性材料的膨胀相关，与挥发性材料的收缩不相关。
图12示出了根据另一实施例的容器1202。
容器1202与容器1102类似，除代替开放的通风孔之外，而是设置有具有阀门1204的可控通风孔来控制环境空气流入和流出中间腔室1110。阀门1204包括收发器和天线，因此可以由控制器150控制。另一区别在于容器1202由两种材料制成。主要限定上腔室1108的材料为高度隔热材料（例如塑料、涂层金属等），以防止质体被不必要地加热，而主要限定下腔室1112的材料由高度导热材料（例如铜、钢等）制成，以允许快速加热和冷却下腔室1112中的挥发性材料。
图13a-13b示出了根据另一实施例的多级发动机的示意图。图13a示出了自前方看的发动机级。图13b示出了自侧面看的多个级，为了清楚起见用虚线表示。在该实施例中，液体热源116通常沿垂直于图1的流动方向D的方向D’流动，使得多级发动机的各个顺序级可被配置成捕获前一级未捕获到的热量。
每个发动机级1302可具有与上面针对发动机100所讨论的相同或相似的部件，其中控制器1308控制所有的发动机级。每个发动机级1302可连接至一公共轴或连接至多个轴，例如，在WO 2009/140752中所讨论的，其通过引用包括在本文中。在该实施例中，另外一点是多个叶片1304固定于每个发动机级1302。在该实施例中，每个叶片1304固定于容器106和管道108。叶片1304中的每一个可以类似于风扇叶片等。随着发动机级1302的旋转，叶片1304引起容器106周围的对流气流，以增强容器106的冷却性。每个顺序发动机级1302可逐渐增加空气流动，从而增强对容器106的对流冷却效果。定子1306是叶片的静态组件，可设置在发动机级1302之间，以增加额外的湍流以及气流（通常用箭头表示）的冷却性能。
控制器1308以类似于控制上述发动机100的方式控制每个发动机级1302。每个发动机级1302的程序可相互关联，使得如果一个发动机级1302运行得比预期或期望的快，则自动调节其他发动机级1302的速度。每个发动机级1302的旋转速度、方向和/或转矩可由控制器1308独立于其他发动机级1302进行控制。
在该实施例中，控制器1308还控制调节热源116的流动的阀门1310。阀门1310可以是可控闸阀或类似装置。控制器1308的程序可配置成调节热源116的流速，以便调节多级发动机的输出。阀门1310可包括温度传感器以及流量计，具有反馈给控制器1308的输出，使得控制器1308例如可以确定有多少能量进入系统。停止多级发动机的一种方法是利用控制器1308完全关闭阀门1310。
图14示出了根据另一实施例的隔离管道和连接容器对。该实施例类似于图2a-2b中所示的实施例，主要区别在于两个阀门110设置在管道108的任一端处。两个阀门110独立地受控制器150的控制。
图15示出了根据另一实施例的发动机的容器、管道及阀门布置。该容器、管道及阀门布置可与本文描述的其他实施例（如图1的实施例）一起使用。
容器1502由管道1504连接。容器1502和管道1504可设计成如本文别处所述。然而，一点区别在于每个容器1502具有入口管道和出口管道，使得质体（例如液体）在连续回路中被推进，依次从每个容器1502至每根管道1504，如箭头所示，同样如上文提及的WO公开物中所述。每根管道1504具有可控阀门1506，例如本文别处所述的阀门。针对指定的容器1502，入口和出口管道1504的阀门1506的打开和关闭可以同步，使得质体被引入正确的目标容器1502。阀门1506可由控制器150控制。可使用隔膜或活塞结构将挥发性材料与质体分开，容器1502的构造例如图7中所示，但是具有两根连接于容器的管道，而不是一根。当使用活塞时，如图所示的球形容器可用圆柱形容器代替。容器1502和管道1504的组合体绕其上固定有管道1504的轮毂1508旋转以便发电（如箭头所示）。
图16示出了图9中所示的容器的变型。设置隔膜1602以进一步将上腔室904与下腔室906分开。隔膜1602由卡环1604和容器壁内侧上的配合槽保持在适当位置。当活塞908向上移动时，隔膜1602趋向于折叠并减小上腔室904的容积。当活塞908向下移动时，隔膜1602趋向于展开并增加上腔室904的容积。隔膜1602和密封件910之间的空间可以通风。
图17示出了图9中所示的容器的另一种变型。省略密封件，设置柔性波纹管1702以将上腔室904与下腔室906分开。柔性波纹管1702可由薄金属制成，且像弹簧一样运行，随活塞908的运动而膨胀和收缩。
图18示出了根据另一实施例的容器1800及连接管道1802的一部分的放大视图。
容器1800包括例如通过螺栓连接法兰1806固定在一起的两个半部1804。法兰1806还夹有将容器1800的内部分成两个腔室1810和1812的柔性隔膜1808。沿所示的容器方向，腔室1810和1812并排排列。容器半部1804可以具有相同的形状和尺寸，且可制造成一样。容器半部1804可由隔热材料，例如塑料（如聚丙烯）制成。将隔热材料用于容器半部1804可减少容器内容物与环境之间的热传递。
柔性隔膜1808可由诸如聚乙烯或聚丙烯薄膜、硅橡胶、聚合物包覆或浸渍织物等材料制成，或由本文别处所述的其他材料制成。柔性隔膜1808可变形，但不一定是弹性的或有回弹力的。然而，在其他实施例中，隔膜可以是弹性的或有回弹力的。柔性隔膜1808的材料可选择成隔热材料，这有助于防止腔室1810和1812的内容物之间的热传递。
管道1802利用联接器1814与容器半部1804中的一个连接并与腔室1812连通。在该实施例中，管道1802由管材或软管构成，并可机械地（例如使用软管夹）或化学地（例如使用粘合剂或胶合剂）固定于联接器1814上。联接器1814可通过螺纹连接或其他技术固定在容器半部1804的壁的端口中。另一容器半部1804中的相同端口可利用螺纹塞1816或类似部件堵塞。
限定腔室1810的容器半部1804具有由此突出的一根或多根盘管1818。盘管1818具有两个端部1820和1822，每个端部与容器半部1804的壁中的端口连接。盘管1818的内部与腔室1810连通。盘管1818可由导热材料（诸如铜、其他金属）或允许在盘管1818内的挥发性流体与外部加热或冷却源之间进行快速热传递的其他材料制成。盘管1818可具有一个或多个绕圈，绕圈可以是环形的（如所示）或者可以遵循另一种路径（例如之字形）。盘管1818的横截面形状可以是圆形、矩形或其他形状。连接有管道1802的容器半部1804中的盘管端口可用塞子1824或类似部件堵塞。
挥发性流体设置在腔室1810内，但不一定要填装腔室1810。质体（诸如水）设置在腔室1812内。参照图2a-2b，当容器1800移动靠近热源116时，盘管1818中已收集的挥发性流体（由于重力和/或先前冷却的冷凝作用）至少部分地蒸发。挥发性流体的蒸发往往会增加腔室1810中的压力，使得隔膜1808变形（如图18中的虚线所示），并推动腔室1812中的质体流出管道1802并进入连接容器1800的腔室1812。应理解，可以同时冷却连接容器1800的盘管1818，从而产生进一步趋向于将质体拉入连接容器1800的腔室1812中的部分真空效果。
图19示出了利用容器1800的发动机1900的示意图。八个容器1800固定于框架1902并由管道1802互连。容器1800围绕中心轴1904设置在框架1902上，该中心轴附接至框架1902。框架1902可以是如图所示的圆盘，或者可具有其他结构，诸如由结构件或刚性管材制造的框架。轴1904由支撑件1906可旋转地支撑，该支撑件可固定于地基。因此，轴1904、框架1902、容器1800和管道1802可作为一个单元围绕轴1904的中心旋转，如箭头R所示。
每个容器1800经由管道1802中的一根连接至相对的容器1800。在该实施例中，八个容器1800围绕所述轴以45度均匀地间隔开。在允许突出盘管1818遇到热源116的位置处，容器1800径向定位于框架1902上。在该实例中，热源116是热水，并且盘管1818浸入热水中。
发动机1900的旋转遵偱本文别处所述的相同原则。此外，由于容器腔室1810和1812并排排列，因此质体进入最上部容器1800到达发动机1900的中心1910的一侧（例如左侧1908处）。并且因为腔室1810和盘管1818中的挥发性流体的重量相对较小，所以到达偏心质体（1908处）导致额外的进一步趋向于沿方向R旋转发动机1900的重力矩。
图20示出了根据另一实施例的利用容器1800的发动机2000的示意图。如图19的实施例，管道1802连接相对的容器1800；然而，为了清楚起见，未示出管道1802的整个长度。
在该实施例中，盘管1818进入中心管2002中，该中心管固定于框架1902并穿过框架而延伸。
管2002包含热源116，在该实例中，热源是沿管的长度方向（进入页面的方向）流动的热水。预先确定管2002中热水的液面，以允许盘管1818中的一条或多条浸入热水中，同时允许其他盘管1818在热水外侧冷却。利用密封剂或机械夹具使得盘管1818的引线延伸穿过管2002的壁的位置不透水。
轴1904穿过管2002而延伸并由支撑件1906可旋转地支撑在各端部。因此，框架1902、轴1904、容器1800、管道1802和管2002的整个组合体作为一个单元沿方向R旋转。热源116为液体，尽管管2002旋转，但由于重力作用热源仍然接近其自然液面。发动机2000的其他工作原理类似于本文别处所述的原理。
除本文别处所述的那些传感器之外，可包括其他传感器并联接至控制器，以进一步监控和/或控制发动机。这些其他传感器包括测量散热器的状态的传感器（例如环境温度传感器）、用于确定隔膜的位置的位置传感器、位于容器上用于观察质体和/或挥发性材料的观察镜、以及加速度计或为了安全起见测量各种发动机部件的振动和/或应力的应变计。
图21是有助于理解本发明实施例的理想化热力循环的P-V图。水平轴为容积，而垂直轴为压力。
在循环的部分4处，容器的挥发性流体由热源加热（吸热）。在部分1处，挥发性流体膨胀，并驱动质体克服重力而进入较高容器（功输出）。在部分2处，挥发性流体冷却（放热）。在部分3处，挥发性流体冷凝，并有助于向上拉动质体（功输出）。与部分3处需要功输入的其他循环（例如朗肯循环（Rankine）或斯特林循环（Stirling））不同，图21中所示的循环由于冷却过程中在容器中产生的相对真空而可以在部分3处产生功。相对真空或“负压”相当于膨胀，因此可计入净功输出。
因此，在一方面，提供一种被配置成从热源提取能量的发动机，所述发动机包括：轴，适于可旋转地联接于支撑件并可沿第一方向旋转；多个容器，联接于轴并围绕轴设置，所述多个容器中的至少第一容器包括隔热部和导热部；多根管道，将所述多个容器连接在一起，所述多个容器中的每一个经由管道中的至少一根与所述多个容器中的至少另一个连通；所述多个容器被设置成允许第一容器的导热部遇到热源，导热部能够传递热量，以至少部分地蒸发第一容器内的挥发性流体，使得质体至少部分地朝位于第一容器上方的连接容器移动，以产生促使轴和多个容器沿第一方向旋转的重力矩。
在一个实施例中，至少第一容器包括将挥发性流体与质体分开的分离器。
在另一实施例中，质体包括除液体之外的可流动质体。
在另一实施例中，质体包括凝胶、悬浮体、胶体、触变膏、固体、颗粒、砂粒及滚珠中的一种或多种。
在另一实施例中，质体包括固体或颗粒，并且通过添加液体、润滑剂或低摩擦涂层有助于固体或颗粒的流动性。
在另一实施例中，质体包括高密度液体。
在另一实施例中，高密度液体包括油、碘和汞中的一种。
在另一实施例中，分离器包括隔膜。
在另一实施例中，隔膜是弹性的或有回弹力的。
在另一实施例中，分离器包括多个隔膜。
在另一实施例中，第一容器包括位于隔膜之间的通风孔。
在另一实施例中，第一容器进一步包括位于通风孔处的阀门。
在另一实施例中，分离器包括活塞。
在另一实施例中，分离器包括波纹管。
在另一实施例中，发动机进一步包括设置在至少一个容器中的阀门，该阀门被配置成允许填装并排出该容器中的挥发性材料的至少一部分。
在另一实施例中，该阀门被配置成调节容器中的真空压力，从而允许响应于热源和环境条件中的至少一种来调节容器中的挥发性材料的热性能。
在另一实施例中，该阀门被配置成可由控制器控制，以便自动控制容器中的挥发性材料的量。
在另一实施例中，该阀门被配置成可由控制器控制，以便自动控制容器中的挥发性材料的状态。
在另一实施例中，导热部包括第一容器的壁的一部分。
在另一实施例中，导热部从第一容器的壁延伸。
在另一实施例中，导热部包括从第一容器的壁延伸的盘管。
在另一实施例中，导热部包括热管。
在另一实施例中，发动机进一步包括设置在第一容器处的传感器。
在另一实施例中，传感器是温度传感器。
在另一实施例中，传感器是压力传感器。
在另一实施例中，发动机进一步包括用于测量至少第一容器的沿第一方向的旋转位置的旋转位置检测器。
在另一实施例中，发动机进一步包括联接在第一容器与连接容器之间的阀门，该阀门用于限制质体的运动。
在另一实施例中，发动机进一步包括被配置成在预定角度位置打开和关闭该阀门的控制器。
在另一实施例中，发动机进一步包括被配置成根据质体的流动性、挥发性材料暴露于热源后膨胀的速度、以及发动机的当前转速中的至少一个来打开和关闭该阀门的控制器。
在另一实施例中，发动机进一步包括对阀门供电的电源。
在另一实施例中，发动机进一步包括包围多个容器以及多根管道的护罩。
在另一实施例中，发动机进一步包括位于第一容器处或位于连接至第一容器的管道处用于填装或排出质体的阀门。
在另一实施例中，发动机进一步包括沿第一方向与第一容器一起旋转的叶片。
在另一实施例中，发动机进一步包括容器和管道的多个级。
在另一实施例中，发动机进一步包括被配置成独立于至少另一个级来控制至少一个级的旋转速度、方向和/或转矩的控制器。
在另一实施例中，第一容器和连接容器中的每一个包括将挥发性流体与质体分开的分离器，使得当连接容器中的挥发性材料的蒸气遇冷而至少部分冷凝时，部分真空作用在连接容器的分离器上，以有助于将质体移进连接容器。
在另一实施例中，发动机进一步包括与轴连接并可与轴一起旋转的管，该管用于包含热源，其中至少第一容器的导热部包括从第一容器的壁延伸并进入所述管的盘管。
在另一实施例中，发动机进一步包括控制器，该控制器包括适于经由有线或无线通信协议进行通信的收发器，以便可以远程监控和控制发动机。
在另一实施例中，发动机进一步包括用于监控发动机的位置的全球定位系统（GPS）装置。
在另一实施例中，发动机安装在一底座结构上，该底座结构被配置成可控的，以便设定发动机的位置或方向中的至少一个。
在另一实施例中，发动机进一步包括用于将一部分转动能转化为电能以便为发动机的需电部件供电的发电机。
在另一实施例中，发动机进一步包括用于存储并提供电力以便为发动机的需电部件和控制器供电的一个或多个可再充电电池。
尽管上述说明书提供了一种或多种方法和/或设备的实例，但应理解的是，其他方法和/或设备也可以在本领域技术人员所解释的本说明书的范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种被配置成从热源提取能量的发动机，所述发动机包括：
轴，适于可旋转地联接于支撑件并沿第一方向旋转；
多个容器，联接于所述轴并围绕所述轴设置，所述多个容器中的至少第一容器包括隔热容器壁或罩以及从所述容器壁延伸的导热部；
多根管道，将所述多个容器连接在一起，所述多个容器中的每一个经由所述管道中的至少一根与所述多个容器中的至少另一个连通；
所述多个容器被设置成允许所述第一容器的导热部接触所述热源，所述导热部能够传递热量，以至少部分地蒸发所述第一容器内的挥发性流体，使得质体至少部分地朝位于所述第一容器上方的连接容器移动，以产生促使所述轴和所述多个容器沿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，至少所述第一容器包括将所述挥发性流体与所述质体分开的分离器。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述质体包括除液体之外的可流动质体。
4.根据权利要求3所述的发动机，其中，所述质体包括凝胶、悬浮体、胶体、触变膏、固体、颗粒、砂粒及滚珠中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的发动机，其中，所述质体包括固体或颗粒，并且通过添加液体、润滑剂或低摩擦涂层有助于所述固体或颗粒的流动性。
6.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述质体包括高密度液体。
7.根据权利要求6所述的发动机，其中，所述高密度液体包括油、碘和汞中的一种。
8.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括隔膜。
9.根据权利要求8所述的发动机，其中，所述隔膜是弹性的或有回弹力的。
10.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括多个隔膜。
11.根据权利要求10所述的发动机，其中，所述第一容器包括位于所述隔膜之间的通风孔。
12.根据权利要求11所述的发动机，进一步包括位于所述通风孔处的阀门。
13.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括活塞。
14.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括波纹管。
15.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括设置在至少一个容器中的阀门，所述阀门被配置成允许填装并排出该容器中的挥发性材料的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的发动机，其中，所述阀门被配置成调节所述容器中的真空压力，从而允许响应于所述热源和环境条件中的至少一种来调节所述容器中的挥发性材料的热性能。
17.根据权利要求16所述的发动机，其中，所述阀门被配置成能够由控制器控制，以便自动控制所述容器中的挥发性材料的量。
18.根据权利要求16所述的发动机，其中，所述阀门被配置成能够由控制器控制，以便自动控制所述容器中的挥发性材料的状态。
19.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述导热部包括从所述第一容器的壁延伸的盘管。
20.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述导热部包括热管。
21.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括设置在所述第一容器处的传感器。
22.根据权利要求21所述的发动机，其中，所述传感器是温度传感器。
23.根据权利要求21所述的发动机，其中，所述传感器是压力传感器。
24.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括用于测量至少所述第一容器的沿第一方向的旋转位置的旋转位置检测器。
25.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括联接在所述第一容器与所述连接容器之间的阀门，该阀门用于限制质体的运动。
26.根据权利要求25所述的发动机，进一步包括被配置成在预定角度位置处打开和关闭所述阀门的控制器。
27.根据权利要求25所述的发动机，进一步包括被配置成根据所述质体的流动性、所述挥发性材料暴露于所述热源后膨胀的速度、以及所述发动机的当前转速中的至少一个来打开和关闭所述阀门的控制器。
28.根据权利要求25所述的发动机，进一步包括对所述阀门供电的电源。
29.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括包围所述多个容器以及所述多根管道的护罩。
30.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括位于所述第一容器处或位于连接至所述第一容器的管道处用于填装或排出所述质体的阀门。
31.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括能够沿第一方向与所述第一容器一起旋转的叶片。
32.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括容器和管道的多个级。
33.根据权利要求32所述的发动机，进一步包括被配置成独立于至少另一个级来控制至少一个级的旋转速度、方向和/或转矩的控制器。
34.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述第一容器和所述连接容器中的每一个包括将所述挥发性流体与所述质体分开的分离器，使得当所述连接容器中的挥发性材料的蒸气遇冷而至少部分冷凝时，部分真空作用在所述连接容器的分离器上，以有助于将所述质体移进所述连接容器。
35.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括与所述轴连接并能够与所述轴一起旋转的管，所述管包含所述热源，其中至少第一容器的导热部包括从所述第一容器的壁延伸并进入所述管的盘管。
36.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括控制器，该控制器包括适于经由有线或无线通信协议进行通信的收发器，以便能够远程监控和控制所述发动机。
37.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机进一步包括监控所述发动机的位置的全球定位系统（GPS）装置。
38.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机安装在一底座结构上，所述底座结构被配置成可控的，以便设定所述发动机的位置或方向中的至少一个。
39.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机进一步包括用于将一部分转动能转化为电能以便为所述发动机的需电部件供电的发电机。
40.根据权利要求39所述的发动机，其中，所述发动机进一步包括用于存储并提供电力以便为所述发动机的需电部件和控制器供电的一个或多个可再充电电池。

Claims (42)

1.一种被配置成从热源提取能量的发动机，所述发动机包括：
轴，适于可旋转地联接于支撑件并沿第一方向旋转；
多个容器，联接于所述轴并围绕所述轴设置，所述多个容器中的至少第一容器包括隔热部和导热部；
多根管道，将所述多个容器连接在一起，所述多个容器中的每一个经由所述管道中的至少一根与所述多个容器中的至少另一个连通；
所述多个容器被设置成允许所述第一容器的导热部遇到所述热源，所述导热部能够传递热量，以至少部分地蒸发所述第一容器内的挥发性流体，使得质体至少部分地朝位于所述第一容器上方的连接容器移动，以产生促使所述轴和所述多个容器沿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，至少所述第一容器包括将所述挥发性流体与所述质体分开的分离器。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述质体包括除液体之外的可流动质体。
4.根据权利要求3所述的发动机，其中，所述质体包括凝胶、悬浮体、胶体、触变膏、固体、颗粒、砂粒及滚珠中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的发动机，其中，所述质体包括固体或颗粒，并且通过添加液体、润滑剂或低摩擦涂层有助于所述固体或颗粒的流动性。
6.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述质体包括高密度液体。
7.根据权利要求6所述的发动机，其中，所述高密度液体包括油、碘和汞中的一种。
8.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括隔膜。
9.根据权利要求8所述的发动机，其中，所述隔膜是弹性的或有回弹力的。
10.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括多个隔膜。
11.根据权利要求10所述的发动机，其中，所述第一容器包括位于所述隔膜之间的通风孔。
12.根据权利要求11所述的发动机，进一步包括位于所述通风孔处的阀门。
13.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括活塞。
14.根据权利要求2所述的发动机，其中，所述分离器包括波纹管。
15.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括设置在至少一个容器中的阀门，所述阀门被配置成允许填装并排出该容器中的挥发性材料的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的发动机，其中，所述阀门被配置成调节所述容器中的真空压力，从而允许响应于所述热源和环境条件中的至少一种来调节所述容器中的挥发性材料的热性能。
17.根据权利要求16所述的发动机，其中，所述阀门被配置成能够由控制器控制，以便自动控制所述容器中的挥发性材料的量。
18.根据权利要求16所述的发动机，其中，所述阀门被配置成能够由控制器控制，以便自动控制所述容器中的挥发性材料的状态。
19.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述导热部包括所述第一容器的壁的一部分。
20.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述导热部从所述第一容器的壁延伸。
21.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述导热部包括从所述第一容器的壁延伸的盘管。
22.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述导热部包括热管。
23.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括设置在所述第一容器处的传感器。
24.根据权利要求23所述的发动机，其中，所述传感器是温度传感器。
25.根据权利要求23所述的发动机，其中，所述传感器是压力传感器。
26.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括用于测量至少所述第一容器的沿第一方向的旋转位置的旋转位置检测器。
27.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括联接在所述第一容器与所述连接容器之间的阀门，该阀门用于限制质体的运动。
28.根据权利要求27所述的发动机，进一步包括被配置成在预定角度位置处打开和关闭所述阀门的控制器。
29.根据权利要求27所述的发动机，进一步包括被配置成根据所述质体的流动性、所述挥发性材料暴露于所述热源后膨胀的速度、以及所述发动机的当前转速中的至少一个来打开和关闭所述阀门的控制器。
30.根据权利要求27所述的发动机，进一步包括对所述阀门供电的电源。
31.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括包围所述多个容器以及所述多根管道的护罩。
32.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括位于所述第一容器处或位于连接至所述第一容器的管道处用于填装或排出所述质体的阀门。
33.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括能够沿第一方向与所述第一容器一起旋转的叶片。
34.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括容器和管道的多个级。
35.根据权利要求34所述的发动机，进一步包括被配置成独立于至少另一个级来控制至少一个级的旋转速度、方向和/或转矩的控制器。
36.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述第一容器和所述连接容器中的每一个包括将所述挥发性流体与所述质体分开的分离器，使得当所述连接容器中的挥发性材料的蒸气遇冷而至少部分冷凝时，部分真空作用在所述连接容器的分离器上，以有助于将所述质体移进所述连接容器。
37.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括与所述轴连接并能够与所述轴一起旋转的管，所述管包含所述热源，其中至少第一容器的导热部包括从所述第一容器的壁延伸并进入所述管的盘管。
38.根据权利要求1所述的发动机，进一步包括控制器，该控制器包括适于经由有线或无线通信协议进行通信的收发器，以便能够远程监控和控制所述发动机。
39.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机进一步包括监控所述发动机的位置的全球定位系统（GPS）装置。
40.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机安装在一底座结构上，所述底座结构被配置成可控的，以便设定所述发动机的位置或方向中的至少一个。
41.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机进一步包括用于将一部分转动能转化为电能以便为所述发动机的需电部件供电的发电机。
42.根据权利要求41所述的发动机，其中，所述发动机进一步包括用于存储并提供电力以便为所述发动机的需电部件和控制器供电的一个或多个可再充电电池。
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