CN103492818A - 通用热力发动机 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于将能量从输入热源转换成输出的通用热力发动机。通用热力发动机包括热力发动机区段和输出区段。热力发动机区段包括收纳热力发动机活塞的热力发动机开孔。热力发动机阀组件与热力发动机开孔连通来用于实现热力发动机活塞的往复运动。输出区段包括收纳输出活塞的输出开孔。活塞杆使热力发动机活塞与输出活塞互连。控制器控制热力发动机阀组件来根据来自于输出区段的期望输出操作热力发动机区段。热源可包括石油产品的燃烧、太阳能热源、地热源或副产物热源。输出可包括静止的或移动的空调系统或发电机。

Description

通用热力发动机
技术领域
本发明涉及能量变换，并且更具体地涉及一种用于将热源转换成期望的输出的通用热力发动机。
背景技术
现代的货物运输严重依靠铁路和卡车系统。维持货物流通所需的物流最终导致较长的队列。这些队列已经导致沿主要运输走廊的机车和卡车较长持续时间的空转。此外，DOT法规限制了长途运输卡车每天可行驶的时间。这需要各个卡车的日常停车时间。"卧车驾驶室"使卡车驾驶员能够在他们的卡车中休息。然而，还需要他们使其发动机空转来允许加热器或空调系统作用。
这样长持续时间的发动机空转的效果具有显著有害的环境影响。据估计，长持续时间的空转每年消耗超过十亿加仑的柴油燃料。这导致11,000,000吨的二氧化碳、200,000吨的氮氧化物和5,000吨的颗粒物质。为了控制这种污染，已经制定了"反空转"要求和法律，这限制了允许发动机空转的时间。
反空转要求继而又产生了运输行业的新问题。驾驶室的使用者的气候控制现在需要交通工具驱动发动机外部的系统。加热最容易通过燃烧柴油的加热器实现，而空气调节提出了远远更大且更复杂的问题。一些已经开发出了电池供能的HVAC系统。这些系统需要车载电池组和逆变器来将12伏的动力转换成115伏的AC动力。这些系统还可通过"岸电"运行。这些系统还可通过APU(辅助动力单元)供能，APU为车载柴油发电机。
在现有技术中，还存在已经试图解决这些问题的许多人，获得了不同程度的成功。然而，都没有完全满足前述问题的完整解决方案的要求。以下美国专利是解决该问题的现有技术的尝试。
授予Sugiura的美国专利4,666,373公开了一种用于离心型的旋转流体机器的叶轮，其适于构造为液体泵或气体压缩机。叶轮包括具有凸台的盘，其配合在传动轴上，以及多个叶片，叶片从盘的至少一侧上突出，沿周向且沿轴向均匀地间隔开。各个叶片均具有前表面和后表面，且流体通路限定在叶片的前表面与相邻的叶片的后表面之间。流体通路布置成从凸台周围延伸至盘的外周。流体通路的宽度从凸台周围朝盘的外周逐渐地减小，但流体通路具有恒定的深度。各个叶片的前表面和后表面均大致沿圆弧布置，圆弧具有从公共中心点发出的不同的曲率半径。与不同的叶片相关联的中心点设置在与盘同心的单个虚构的圆上。
授予Solomon的美国专利5,129,236公开了一种热泵系统，其包括具有用于将第一工作流体从液体转换成相对较高压力的气体的发电机的动力区段、通过将相对较高压力的气体转换成相对较低压力的气体来提供能量以对驱动活塞供能来间断地输送动力冲程的动力单元、将第一工作流体从相对较低压力的气体转换成液体的动力区段冷凝器，由驱动活塞间断地驱动的压缩机区段。压缩机区段具有压缩机，其将相对较低压力的气体第二工作流体转换成相对较高压力的气体第二工作流体来用于使第二工作流体循环穿过压缩机区段冷凝器和压缩机区段蒸发器来实现加热和冷却操作。可使用组合的动力单元和压缩机组件，其具有用于引入相对较高压力的气体来向驱动活塞供能且用于从其抽出相对较低压力的气体的阀组件。冷凝泵使液体在动力区段中循环。
授予Solomon的美国专利5,275,014公开了一种热泵系统，其包括具有用于将第一工作流体从液体转换成相对较高压力的气体的发电机的动力区段、通过将相对较高压力的气体转换成相对较低压力的气体来提供能量以对驱动活塞供能来间断地输送动力冲程的动力单元、将第一工作流体从相对较低压力的气体转换成液体的动力区段冷凝器，由驱动活塞间断地驱动的压缩机区段。压缩机区段具有压缩机，其将相对较低压力的气体第二工作流体转换成相对较高压力的气体第二工作流体来用于使第二工作流体循环穿过压缩机区段冷凝器和压缩机区段蒸发器来实现加热和冷却操作。可使用组合的动力单元和压缩机组件，其具有用于引入相对较高压力的气体来向驱动活塞供能且用于从其抽出相对较低压力的气体的阀组件。冷凝泵使液体在动力区段中循环。
授予Takii等人的美国专利5,365,908公开了一种内燃发动机和用于操作发动机的方法，其中在所有运行状态下都保持比化学计算的空气/燃料比更贫料。所期望的转矩曲线通过增大对进口空气填充生成的升压量来获得，而不会富集空气/燃料混合物。此外，并入了抗爆震系统，其通过延迟火花提前且同时提供空气/燃料混合物中的贫料来避免爆震。
授予Lackstrom的美国专利5,509,274公开了一种包括动力回路和热泵回路的高效热传递系统。各个回路均具有在其中流动的工作流体。在动力回路中，加热器使工作流体气化，工作流体经由阀组件周期性地输送和排放至动力单元。动力单元还为用于热泵回路中的工作流体的压缩机。从动力单元的从动区段排放出的流体传递至四通阀，四通阀有选择地将工作流体输送至内部盘管或外部盘管来加热或冷却区域。在示例性的冷环境温度下，该区域使用旁通交换器直接从动力回路加热。
授予Solomon等人的美国专利5,275,365公开了一种用于流体的浸入和位移的水下泵缸，包括圆柱形壳体、定位成用于在圆柱形壳体内往复运动的柱塞、附接到圆柱形壳体上且附接到柱塞组件上且重叠来保持回旋的密封套筒组件，其在所述柱塞组件的往复运动期间移动。与柱塞组件相关联的平衡阀保持柔性套筒内的压力，由此柔性套筒保持与壳体和柱塞组件接合，而在柱塞组件的运动期间大致没有摩擦相互接合。
授予Khair等人的美国专利6,138,649公开了一种用于快速地改变至以柴油燃料或其它燃料操作的内燃发动机的各个缸的再循环排放气体的流动的系统。该系统优选为包括排放气体再循环管线，其具有连同储槽和冷却器的排放气体再循环泵，以用于储存所期望体积的再循环排放气体。再循环的排放气体优选为从储槽经由相应的再循环排放气体导管供应至相关联的发动机的各个缸。计量阀优选为设置在紧邻各个缸的各个再循环排放气体导管内。计量阀向相应的缸提供再循环排放气体的均匀分布，且允许系统快速地改变至各个缸的再循环排放气体的流动。该系统在接近燃烧室的点处提供再循环排放气体，在该处需要有效减少非期望的排放。
授予Rumez等人的美国专利6,167,703公开了一种用于内燃发动机的排放气体涡轮增压器系统，其包括具有可调整的涡轮几何形状的涡轮部分，以用于向压缩机部分供能，压缩机部分将加压填充空气质量流输送至内燃发动机进气口。填充调节器控制涡轮几何形状，以便流至涡轮部分的排放气体的截面随内燃发动机的工作负载的增大而减小。还提出了至少一个热交换器经历填充空气回路，以便加热的空气给送至其来用于加热，如给送至热力发动机润滑油。
授予Dutart的美国专利6,467,269公开了一种用于特别适用于在变化的海拔下操作的在工作机器、交通工具等的发动机中的涡轮增压器系统的废物闸阀。废物闸阀包括抵靠可调整的弹簧座操作的弹簧。可调整的弹簧座响应于环境压力变化来调整以改变弹簧的安装长度。
授予Hidaka等人的美国专利6,546,713公开了一种在范围从1200℃至1650℃的涡轮喷嘴入口温度下操作的用于发电的燃气轮机，其通过由最佳材料制作布置在第一级到末级中的盘叶片和喷嘴且最佳地冷却这些盘叶片和喷嘴而得到改进以获得高热效率，且使用燃气轮机获得了组合的发电系统。组合的发电系统包括在范围从1200℃至1650℃的涡轮喷嘴入口燃烧气体温度下操作的高效燃气轮机，以及在530℃或更高的蒸汽入口温度下操作的高压-中压-低压集成型蒸汽轮机，其中燃气轮机构造成使得涡轮叶片、喷嘴和盘分别冷却，且叶片和喷嘴分别由具有单晶体或柱状晶体结构的Ni基合金制成，且盘由马氏体钢制成。
授予Severinsky等人的美国专利6,554,088公开了一种混合交通工具，其包括内燃发动机、牵引电动机、起动电动机和电池组，所有都根据交通工具的瞬时转矩请求由微处理器控制，以便发动机仅在高效率状态下运行，通常仅在负载至少等于发动机的最大转矩输出的30%时才运行。 在一些实施例中，可提供涡轮增压器，仅在负载在延长周期内超过发动机的最大转矩输出时才被触动；还提供两档变速器，以进一步加宽交通工具的负载范围。混合制动系统提供再生制动，其中机械制动在电池组充满、紧急事件或处于静止的情况下可用；提供了控制机构来用以控制制动系统以在变化的环境下提供线性制动感觉。
授予Eriksson等人的美国专利6,625,978公开了一种用于燃烧发动机中的排放气体净化的装置和方法，该燃烧发动机包括用于使排放气体从发动机再循环至其进气口的布置。排放气体净化布置适于将排放气体中的成分转换成对环境危害较小的物质。过滤器布置包括适于从颗粒成分发出排放气体的至少一个过滤器。该过滤器适于仅净化EGR排放气体。根据本发明的另一个方面，过滤器布置成与排放气体净化布置的至少一个转换器单元成热传递关系，以便从转换器单元接收加热来通过其中沉积的颗粒成分的燃烧来促进过滤器的再生。
授予Gray, Jr.的美国专利6,651,432公开了一种操作内燃发动机的方法，其中进入的环境空气通过穿过至少一个压缩机的通路升压到较高压力，且然后引入内燃发动机中。燃料也引入内燃发动机中来用于在接近目标值的燃烧温度下与填充空气混合提供燃烧。将感测包括转矩需求(例如，加速踏板压下)的各种发动机操作参数，且升压以与感测的转矩需求的变化成比例的方式变化，以便将燃烧温度大致保持在目标值，即，低于2100开氏度。
授予van Nieuwstadt的美国专利6,732,723公开了一种用于控制内燃发动机的EGR率的方法及系统，其包括测量传递至进气节流阀的质量空气流，以及期望的质量空气流。将产生代表测量的质量空气流与期望的质量空气流之间的差异的误差信号。将响应于此类产生的误差信号来产生一对控制信号。成对的控制信号中的一者用于调整进气节流阀来控制穿过此类进气节流阀的质量空气流。成对的控制信号中的另一个用于调整穿过EGR阀的EGR流。成对的控制信号操作进气节流阀和EGR阀来驱动误差信号归零。在一个实施例中，用于调整EGR阀的一个控制信号用于仅在进气节流阀在经由此类进气节流阀来将大致最大的质量空气流提供至发动机的进口的位置时才提供此类调整。在另一个实施例中，成对的控制信号操作成仅在此类误差信号不能仅通过来自EGR阀的调整朝零驱动时将节流阀驱动至闭合位置。
授予Solomon的美国专利6,739,139公开了一种热泵系统，其包括热发生器、具有热力发动机缸室的通过热发生器供有热力发动机工作流体的热力发动机、热力发动机活塞，以及热力发动机活塞杆。预热室使用热力发动机工作流体来加热热力发动机缸室。使用压缩机工作流体的由热力发动机驱动的压缩机具有压缩机缸室、压缩机活塞和压缩机活塞杆，隔离件分离和连结热力发动机活塞杆和压缩机活塞杆。密封组件与分离热力发动机工作流体和压缩机工作流体的隔离件相关联，且与阀组件相关联，阀组件与热力发动机缸室连通，且控制热力发动机工作流体进入和离开热力发动机。
授予Ross的美国专利6,896,789公开了一种用于产生一种或多种气体来加强具有进口的内燃发动机中的燃烧的系统。该系统包括：电解池，其用于在压力下生成一种或多种燃烧加强气体；气体导管，其用于将电解池连接到内燃发动机上；以及流动调节器，其操作地连接在电解池与发动机的进口之间，以用于调节燃烧加强气体至发动机的流动。
授予Solomon的美国专利7,003,964公开了一种热泵系统，其包括热发生器、具有热力发动机缸室的通过热发生器供有热力发动机工作流体的热力发动机、热力发动机活塞，以及热力发动机活塞杆。预热室使用热力发动机工作流体来加热热力发动机缸室。由热力发动机驱动的压缩机使用压缩机工作流体，该压缩机具有压缩机缸室、压缩机活塞和压缩机活塞杆。隔离件分离和连结热力发动机活塞杆和压缩机活塞杆，且与隔离件相关联的密封组件分离热力发动机工作流体和压缩机工作流体，且阀组件与热力发动机缸室连通，且控制热力发动机工作流体进入和离开热力发动机。
授予Solomon的美国专利7,207,188公开了一种热泵系统，其包括热发生器、具有热力发动机缸室的通过热发生器供有热力发动机工作流体的热力发动机、热力发动机活塞，以及热力发动机活塞杆。预热室使用热力发动机工作流体来加热热力发动机缸室。由热力发动机驱动的压缩机使用压缩机工作流体，该压缩机具有压缩机缸室、压缩机活塞和压缩机活塞杆。隔离件分离和连结热力发动机活塞杆和压缩机活塞杆，且与隔离件相关联的密封组件分离热力发动机工作流体和压缩机工作流体。阀组件与热力发动机缸室连通，且控制热力发动机工作流体进入和离开热力发动机。
授予Solomon的美国专利申请2004/0237562公开了一种热泵系统，其包括热发生器、具有热力发动机缸室的通过热发生器供有热力发动机工作流体的热力发动机、热力发动机活塞，以及热力发动机活塞杆。预热室使用热力发动机工作流体来加热热力发动机缸室。由热力发动机驱动的压缩机使用压缩机工作流体，该压缩机具有压缩机缸室、压缩机活塞和压缩机活塞杆。隔离件分离和连结热力发动机活塞杆和压缩机活塞杆。与隔离件相关联的密封组件分离热力发动机工作流体和压缩机工作流体。阀组件与热力发动机缸室连通，且控制热力发动机工作流体进入和离开热力发动机。
授予Solomon的美国专利申请2006/0117783公开了一种热泵系统，其包括热发生器、具有热力发动机缸室的通过热发生器供有热力发动机工作流体的热力发动机、热力发动机活塞，以及热力发动机活塞杆。预热室使用热力发动机工作流体来加热热力发动机缸室。由热力发动机驱动的压缩机使用压缩机工作流体，该压缩机具有压缩机缸室、压缩机活塞和压缩机活塞杆。隔离件分离和连结热力发动机活塞杆和压缩机活塞杆。与隔离件相关联的密封组件分离热力发动机工作流体和压缩机工作流体。阀组件与热力发动机缸室连通，且控制热力发动机工作流体进入和离开热力发动机。
已经开发出各种其它系统以试图解决该问题，然而都不能完全地满足具有将使使用者能够符合制定的反空转要求的"环境友好"的HVAC系统的需求。
尽管前述现有技术已经贡献了HVAC系统和发电领域中的发展，但这些现有技术的专利都还未解决应用于商业运输行业的本领域中的需求。
因此，本发明的目的在于提供一种依靠温度中的差异操作的通用热力发动机形式的改进的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种用于向空调系统供能的通用热力发动机形式的改进的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种满足反空转要求的用于向空调系统供能的通用热力发动机形式的改进的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种具有最低环境影响的用于向空调系统供能的通用热力发动机形式的改进的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种用于驱动线性发电机的通用热力发动机形式的改进的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种操作者使用简单的改进的设备。
本发明的另一个目的在于提供一种容易成本效益合算地生产的通用热力发动机形式的改进的设备。
前述内容已经概述了本发明的更相关的目的中的一些。这些目的应当看作是仅示出本发明的更显著的特征和应用中的一些。许多其它有益的结果可通过以不同方式应用使用公开的本发明或改变本发明来获得。因此，通过参照本发明的概述和描述本发明的优选实施例的详细描述可得到完全理解本发明的其他目的。
发明内容
本发明由所附权利要求限定，其中特定的实施例在附图中示出。为了概述本发明的目的，本发明涉及一种用于将能量从输入热源转换成输出的改进的通用热力发动机。通用热力发动机包括热力发动机区段和输出区段。热力发动机区段包括收纳热力发动机活塞的热力发动机开孔。热力发动机阀组件与热力发动机开孔连通来用于实现热力发动机活塞的往复运动。输出区段包括收纳输出活塞的输出开孔。活塞杆使热力发动机活塞与输出活塞互连。控制器控制热力发动机阀组件来根据来自于输出区段的期望输出操作热力发动机区段。
热源可包括石油产品的燃烧、太阳能热源、地热源或副产物热源。输出可包括静止的或移动的空调系统或发电机。
在一个实例中，输出区段可包括用于提供第二流体的温度和压力中的第二差异的输出压缩机。在备选方案中，输出区段包括静止的或移动的空调系统、发电机等。
在另一个实施例中，本发明并入用于将能量从输入热源转换成输出的通用热力发动机中，包括热力发动机区段和输出区段。热力发动机区段包括限定在第一热力发动机本体端部与第二热力发动机本体端部之间的热力发动机开孔的热力发动机本体。热力发动机活塞位于热力发动机开孔中。第一热力发动机阀组件固定到热力发动机本体的第一端部上。第二热力发动机阀组件固定到热力发动机本体的第二端部上。输出区段包括限定在第一输出本体端部与第二输出本体端部之间延伸的输出开孔的输出本体。输出活塞位于输出开孔中。活塞杆使热力发动机活塞与输出活塞互连。控制器控制第一热力发动机阀组件和第二热力发动机阀组件来根据来自于输出区段的期望输出操作热力发动机区段。
在一个特定实施例中，第一球面轴承和第二球面轴承设置在活塞杆的相对端部上，以使热力发动机活塞与输出活塞互连。密封件介于使热力发动机活塞与输出活塞互连的往复活塞杆的相对端部之间。密封件可包括弹簧激励的聚合物密封件、T型液压密封件、加载的K型密封件，等。
传感器感测热力发动机开孔内的热力发动机活塞的位置。传感器可包括霍尔效应传感器、机械位置传感器、光学传感器、压力传感器等，以用于感测热力发动机活塞在热力发动机开孔内的位置。
第一热力发动机阀组件和第二热力发动机阀组件中的各个均包括流体操作的梭和单向簧片阀。螺线管操作的控制阀引送蒸气来操作蒸气操作的梭阀。
前述内容已经较宽地概述了本发明的特别相关且重要的特征，以便可更好地理解随后的详细描述，以便可更完全地认识到本发明对此领域的贡献。下文将描述形成本发明的主题的本发明的附加特征。本领域的技术人员应当认识到的是，所公开的构想和特定实施例可容易地用作改变或设计其它结构来用于执行本发明的相同目的的基础。本领域的技术人员还应当认识到的是，此类等同构造并未脱离本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明的性质和目的，将对结合附图进行的以下详细描述进行参照，在附图中：
图1为示为具有结合本发明的通用热力发动机的移动空调系统的8系列拖拉机的机动交通工具的后部等距视图；
图2为图1中的移动空调系统的详细等距视图；
图3为示出结合本发明的通用热力发动机的静止空调系统的类似于图2的等距视图；
图4为图2中的蒸气发生器的放大等距视图；
图5为图4中的侧视图；
图6为沿图4中的线6-6的截面视图；
图6A为沿图4中的线6A-6A的截面视图；
图7为图4至图6中的蒸气发生器的芯的放大侧视图；
图8为图2中的一部分的放大视图；
图9为图8中的一部分的放大视图；
图10为本发明的通用热力发动机的等距视图；
图11为图10中的通用热力发动机的侧视图；
图12为沿图11中的线12-12的截面视图； 
图13为具有位于第一位置的通用热力发动机的沿图11中的线13-13的减小的截面视图；
图14为沿图11中的线14-14的截面视图；
图15为沿图11中的线15-15的截面视图；
图16为沿图11中的线16-16的截面视图；
图17为沿图11中的线17-17的截面视图；
图18为沿图11中的线18-18的截面视图；
图19为具有位于第二位置的通用热力发动机的类似于图13的截面视图；
图20为具有位于第二位置的通用热力发动机的类似于图14的截面视图；
图21为具有位于第二位置的通用热力发动机的类似于图15的截面视图；
图22为具有位于第二位置的通用热力发动机的类似于图16的截面视图；
图23为具有位于第二位置的通用热力发动机的类似于图17的截面视图；
图24为具有位于第二位置的通用热力发动机的类似于图18的截面视图；
图25为具有位于第三位置的通用热力发动机的类似于图19的截面视图；
图26为具有位于第三位置的通用热力发动机的类似于图20的截面视图；
图27为具有位于第三位置的通用热力发动机的类似于图21的截面视图；
图28为具有位于第三位置的通用热力发动机的类似于图22的截面视图；
图29为具有位于第三位置的通用热力发动机的类似于图23的截面视图；
图30为具有位于第三位置的通用热力发动机的类似于图24的截面视图；
图31为具有位于第四位置的通用热力发动机的类似于图25的截面视图；
图32为具有位于第四位置的通用热力发动机的类似于图26的截面视图；
图33为具有位于第四位置的通用热力发动机的类似于图27的截面视图；
图34为具有位于第四位置的通用热力发动机的类似于图28的截面视图；
图35为具有位于第四位置的通用热力发动机的类似于图29的截面视图；
图36为具有位于第四位置的通用热力发动机的类似于图30的截面视图；
图37为具有位于第五位置的通用热力发动机的类似于图31的截面视图；
图38为具有位于第五位置的通用热力发动机的类似于图32的截面视图；
图39为具有位于第五位置的通用热力发动机的类似于图33的截面视图；
图40为具有位于第五位置的通用热力发动机的类似于图34的截面视图；
图41为具有位于第五位置的通用热力发动机的类似于图35的截面视图；
图42为具有位于第五位置的通用热力发动机的类似于图36的截面视图；
图43为构造成用于生成电功率的本发明的通用热力发动机的等距视图；
图44为图42中的通用热力发动机的侧视图；
图45为沿图43中的线44-44的截面视图；
图45A为图45中的一部分的放大视图；
图46为具有备选热源和备选电负载的图42至图44的通用热力发动机的图；
图47为关于本发明的通用热力发动机的热力发动机区段的控制系统的一部分的框图；
图48为关于本发明的通用热力发动机的输出区段的控制系统控制的一部分的框图；
图49为连接在图2中的移动空调系统中的本发明的通用热力发动机的第二实施例的等距视图；
图50为图49中的一部分的放大视图；
图51为本发明的通用热力发动机的第二实施例的等距视图；
图52为图51中的通用热力发动机的第二实施例的侧视图；
图53为沿图52中的线53-53的截面视图；
图54为沿图52中的线54-54的截面视图；
图55为沿图52中的线55-55的截面视图；
图56为沿图52中的线56-56的截面视图；
图57为关于本发明的通用热力发动机的第二实施例的热力发动机区段的控制系统的第二实施例的一部分的框图；以及
图58为关于本发明的通用热力发动机的第二实施例的输出区段的控制系统控制的第二实施例的一部分的框图。
类似的参考标号表示若干附图的图的各处的类似部分。
具体实施方式
图1为具有乘客隔间或驾驶室12的交通工具10的后部等距视图，乘客隔间或驾驶室12具有后壁13。在该实例中，交通工具10示为8系列牵引拖拉机，但应当理解的是，本说明书中构想的交通工具包括每一种描述中的陆地交通工具和海上船舶。
交通工具10由接收来自于燃料箱16和18的柴油燃料的常规柴油发动机14供能。柴油发动机14包括冷却系统20，其中冷却液体22循环穿过柴油发动机14来由常规散热器(未示出)冷却。加热器24连接到冷却系统20上来用于以常规方式加热乘客隔间12。加热器24在柴油发动机14操作期间在乘客隔间12中提供热。
空调系统26由柴油发动机14以常规方式供能。空调系统26在柴油发动机14操作期间向乘客隔间12提供空气调节。恒温器27
加热器24和空调系统26操作成用以在柴油发动机14操作期间保持乘客隔间12的适合温度。加热器24和空调系统26在柴油发动机14的非操作周期期间不操作。反空转法规限制交通工具10的柴油发动机14在非道路行驶周期期间操作。本发明结合了移动加热器系统30和蒸气发生器40以及移动空调系统50来在柴油发动机14非操作周期期间向乘客隔间12提供适合的温度。
移动空调系统50包括位于交通工具10的乘客隔间或驾驶室12外侧的发动机冷凝器51和输出冷凝器52。输出蒸发器53位于交通工具10的乘客隔间或驾驶室12内。发动机冷凝器51和输出冷凝器52安装在固定于交通工具10的乘客隔间或驾驶室12的后壁13上的移动空调模块54内。发动机冷凝器51和输出冷凝器52成角地安装在移动空气调节模块54的相对侧上，以用于确保移动空调系统50不会干扰交通工具10的转动。恒温器56向移动加热器系统30和移动空调系统50提供温度输入。
本发明的通用热力发动机60位于移动空调模块54内，以用于在柴油发动机14的非操作期间向移动空调系统50供能。移动空调系统50遵照反空转法规来向乘客隔间12提供空气调节。
图2为图1中的移动加热器系统30以及移动空调系统50的详细等距视图。移动加热器系统30在柴油发动机14的非操作周期期间向乘客隔间12提供热，以及向移动空调系统50提供输入热源。
在该实施例中，移动加热器系统30包括具有柴油燃料输入端32和空气输入端33的液体循环加热器31。柴油燃烧器34位于液体循环加热器31内来用于燃烧来自于柴油燃料输入端32的柴油燃料。来自于燃烧的柴油燃料的蒸气经由柴油排放口35排出。
液体循环加热器31包括液体输入端36和液体输出端37，其中液体泵38位于其间。液体循环加热器31加热进入液体输入端36的液体，且通过液体泵38的操作来从液体输出端37排出液体。液体循环加热器31在柴油发动机14的非操作期间通过燃烧柴油燃料来提供加热的液体。
移动加热器系统30连接到蒸气发生器40上。在该实施例中，液体循环加热器31的液体输入端36和液体输出端37连接到蒸气发生器40的主液体输入端41和主液体输出端42上。流过主液体输入端41和主液体输出端42的加热的液体与在副液体输入端43与副液体输出端44之间流动的流体交换热。下文参照图4至图7呈现了蒸气发生器40的更详细的阐述。
在该实例中，移动加热器系统30包括可选的冷却系统联接件70。冷却系统联接件70包括将柴油发动机14的冷却系统20连接到蒸气发生器40上的液体输入端71和液体输出端72。输入阀73和输出阀74选择对柴油发动机14的液体循环加热器31与冷却系统20之间的蒸气发生器40的输入。来自于液体循环加热器31的加热液体在柴油发动机14的非操作期间使用，而来自于柴油发动机14的冷却系统20的加热液体可用于在交通工具10操作期间补充或替换常规的空调系统26。
图3为示出结合本发明的通用热力发动机60的备选空调系统50A的类似于图2的等距视图。备选空调系统50A事实上可安装在没有交通工具10中发现的柴油发动机14的任何类型的结构10A上。 该结构10A可包括静止结构，如家里、建筑物等。此外，结构10A可包括没有柴油发动机14或电力的移动结构，如活动办公室、货运集装箱、冷藏隔间等。
图3示出了用以产生液体温度中的差异来向本发明的通用热力发动机60供能的热源的各种实例。热源30A代表用于燃烧石油产品如天然气、丙烷等的燃烧器。热源30B代表地热源。热源30C代表太阳能热源。热源30D代表副产物热源。本领域的技术人员应当认识到的是，用于向本发明的通用热力发动机60供能的热源不应当限于本文阐明的热源的特定备选实例。图3中的设备的其余部分与图2相同。
图4至图7为图2和图3的蒸气发生器40的放大视图。加热的液体进入主液体输入端41，且在从主液体输出端42离开之前传递至芯46附近。流体进入副液体输入端43，且穿过芯46内的内腔47来从副蒸气输出端44离开。螺线表面翼片48围绕芯46螺线形卷绕，以增大芯46的表面面积来加强进入主液体输入端41的液体与离开副蒸气输出端44的流体之间的热传递。
图8为更详细地示出通用热力发动机60的图2中的一部分的放大视图。发动机区段输入系统80使蒸气发生器40与通用热力发动机60互连。发动机区段输出系统90使通用热力发动机60和发动机冷凝器51互连。
通用热力发动机60包括发动机区段100和输出区段150。通用热力发动机60还包括阀组件，阀组件包括发动机区段阀组件110、中心阀组件120和输出区段阀组件160。
发动机区段输入系统80包括连接到通用热力发动机60的发动机区段100上的第一发动机区段输入端81和第二发动机区段输入端82。第一发动机区段输入端81和第二发动机区段输入端82分别连接到通用热力发动机60的发动机阀组件110和中心阀组件120上。发动机区段输出系统90包括由导管93连接到发动机冷凝器51上的第一发动机区段输出端91和第二发动机区段输出端92。第一发动机区段输出端91和第二发动机区段输出端92分别连接到通用热力发动机60的发动机阀组件110和中心阀组件120上。流体从发动机冷凝器51经由导管94、冷凝泵95和导管96返回至蒸气发生器40的流体输入端43。
输出区段输出系统180包括连接到通用热力发动机60的输出区段150上的第一输出区段输出端181和第二输出区段输出端182。第一输出区段输出端181和第二输出区段输出端182分别连接到通用热力发动机60的中心阀组件120和输出阀组件160上。第一输出区段输出端181和第二输出区段输出端182经由导管183连接到如图2中最佳示出的输出冷凝器52上。输出冷凝器52经由导管184连接到输出蒸发器53上。计量装置185插入输出冷凝器52与输出蒸发器53之间的导管184中。
输出区段输入系统190包括连接到通用热力发动机60的输出区段150上的第一输出区段输入端191和第二输出区段输入端192。第一输出区段输入端191和第二输出区段输入端192分别连接到通用热力发动机60的中心阀组件120和输出阀组件160上。第一输出区段输入端191和第二输出区段输入端192经由导管193连接到输出蒸发器53上。
图9为示出用于通用热力发动机60的阀促动器系统200的图8的一部分的放大视图。阀促动器系统200包括由阀促动器204操作的梭阀202。阀促动器204由连接器206和208连接到图47中所示的逻辑板上，这将在下文中更详细地描述。阀促动器204使梭阀202在第一位置与第二位置(未示出)之间移动。作为备选，阀促动器204为由阀控制器206操作的螺线管。
高压供应管线210连接到发动机区段输入系统80上，而低压供应管线220连接到发动机区段输出系统90上。供应管线211和212将梭阀202分别到连接到发动机阀组件110和中心阀组件120上。同样，供应管线221和222将梭阀202分别连接到发动机阀组件110和中心阀组件120上。梭阀在梭阀处于第一位置(未示出)时将高流体压力和低流体压力提供给供应管线211和221，且在梭阀处于第二位置(未示出)时将低流体压力和高流体压力提供给供应管线211和221。如下文将更详细描述的那样，阀促动器系统200操作通用热力发动机60。
发动机区段传感器231和输出区段传感器232分别位于发动机阀组件110和输出阀组件160中。发动机区段传感器231和输出区段传感器232感测发动机活塞106和输出活塞156的位置。连接器233和234将发动机区段传感器231和输出区段传感器232连接到图47中所示的逻辑板上。
图10至图12为本发明的通用热力发动机60的各种视图。本发明的通用热力发动机60为授予Solomon的美国专利5,275,014、6,739,139、7,003,964和7,207,188的改进，这些专利通过引用并入就像完整在本文中阐述一样。
通用热力发动机60的发动机区段100在远端101与近端102之间延伸。远端101密封到发动机阀组件110上。近端102密封到中心阀组件120上。发动机区段100通过拧入中心阀组件120中的紧固件103固定到发动机阀组件110和中心阀组件120上。发动机区段100限定开孔105。发动机活塞106位于开孔105内来用于在其中往复移动。发动机活塞106包括限定肩部108和109的贯穿孔口107。
通用热力发动机60的输出区段150在远端151与近端152之间延伸。远端151围绕组件160密封到输出区段上，而近端152密封到中心阀组件120上。输出区段150通过拧入中心阀组件120中的紧固件153固定到输出区段阀组件160和中心阀组件120上。输出区段151限定开孔155。输出活塞156位于开孔155内来用于在其中往复移动。输出活塞156包括限定肩部158和159的贯穿孔口157。
连接杆140使发动机活塞106经由发动机联接件130和输出联接件170与输出活塞156互连。连接杆140包括发动机球面轴承141和输出球面轴承142。连接杆140延伸穿过中心阀组件120中的中心孔口121。密封件122提供成用于从输出开孔155密封发动机孔口105。轴140可涂布有回弹性聚合材料如特氟龙等。
包括联接肩部131的发动机联接件130收纳在活塞106的孔口107内，其中联接肩部131与活塞106的肩部108接合。发动机联接件130限定用于收纳连接杆140的球面轴承141的轴承收纳件132。轴承销133将球面轴承141固定到发动机联接件130上。应当理解的是，在发动机联接件130插入发动机活塞106的孔口107内之前，轴承销133将球面轴承141固定到发动机联接件130上。
发动机固持件135从发动机活塞106的相对侧插入，其中发动机固持件肩部136与发动机活塞106的肩部109接合。发动机固持件135通过螺纹接合137固定到发动机联接件130上。螺纹接合137确保了发动机联接件130和发动机固持件135固定到发动机活塞106上。发动机固持件135支承磁铁138来用于与传感器231协作，以用于感测发动机开孔105内的发动机活塞106的位置。
包括联接肩部171的输出联接件170收纳在活塞156的孔口157内，其中联接肩部171与活塞156的肩部158接合。输出联接件170限定轴承收纳件172来用于收纳连接杆140的球面轴承142。轴承销173将球面轴承142固定到输出联接件170上。
输出固持件175从输出活塞156的相对侧插入，其中输出固持件肩部176与输出活塞156的肩部159接合。输出固持件175通过螺纹接合177固定到输出联接件170上。螺纹接合177确保了输出联接件170和输出固持件175固定到输出活塞156上。输出固持件175支承磁铁178来用于与传感器232协作，以用于感测输出开孔155内的输出活塞156的位置。
图13至图18为本发明的通用热力发动机60的各种视图，其中通用热力发动机60位于第一位置。发动机活塞106和输出活塞156设置在最右侧位置上。
图14和图15为示出发动机阀组件110的截面视图。发动机阀组件110包括可滑动地收纳阀114的阀开孔113。梭阀114大致为圆柱形，其具有限定梭阀流动区115的减小面积的区。螺纹盖116将梭阀固持在阀开孔113内。供应管线211和221与阀开孔113的相对端部连通。供应管线211和221之间的流体压力中的差异将使梭阀114在阀开孔113内移动。
图16至图18为示出中心阀组件120的截面视图。中心阀组件120包括可滑动地收纳梭阀124的阀开孔123。梭阀124大致为圆柱形，其具有限定梭阀流动区125的减小面积的区。螺纹盖126将梭阀固持在阀开孔123内。供应管线212和222与阀开孔123的相对端部连通。供应管线212和222之间的流体压力中的差异将使梭阀124在阀开孔123内移动。
梭阀114和124控制引送至通用热力发动机60的发动机区段100的第一流体的流体压力。第一流体在发动机区段100、发动机冷凝器51和蒸气发生器40之间的闭合通路中流动。至发动机区段100的第一流体的流体压力的控制导致发动机活塞106和输出活塞156分别在开孔105和155内往复。
图17和图18为示出位于中心阀组件120内的簧片阀127和128的截面视图。簧片阀127位于接近第一输出区段输出端181，而簧片阀128位于接近第二输出区段输入端192。簧片阀127和128为由施加到簧片阀127和128的表面上的压力操作的单向阀。
图13为示出位于输出区段阀组件160内的簧片阀161和162的截面视图。簧片阀161位于接近第一输出区段输入端191，而簧片阀162位于接近第二输出区段输出端182。
第二流体在输出区段150、输出冷凝器52和输出蒸发器53之间的闭合通路中流动。与簧片阀161和162组合的簧片阀127和128控制来自于通用热力发动机60的输出区段150的蒸气形式的第二流体的流动方向。从输出区段150经由输出冷凝器52、计量装置185和输出蒸发器53的第二流体的流体流导致期望空间中的空气调节或制冷。如本领域的技术人员应当公知的那样，第二流体根据卡诺循环操作。
图19至图24示出了位于第二位置的通用热力发动机60。发动机活塞106和输出活塞156示为从右侧移动至最左侧位置。第一流体流入第二发动机输入端82中来使发动机活塞106移动至图19中的左侧。 当发动机活塞106移动至图19中的左侧时，第一流体从第一发动机输出端91流动。
与此相伴的是，第二流体从第一输出区段输出端181流过簧片阀127来流入输出冷凝器52中。第二流体从输出蒸发器53经由簧片阀161流入第一输出区段输入端191中。
图25至图30示出了位于第三位置的通用热力发动机60。发动机活塞106和输出活塞156设置在最左侧位置。来自于供应管线221的第一流体的流体压力使梭阀114移动至图26和图27中所示的位置。 来自于供应管线222的第一流体的流体压力使梭阀124移动至图28和图29中所示的位置。梭阀114的位置使第一流体能够进入第一发动机输入端81来将发动机活塞106朝图25中的右侧推动。梭阀124的位置使第一流体能够在发动机活塞106朝图25中的右侧移动时从第二发动机输出端92离开。
图31至图36示出了位于第四位置的通用热力发动机60。发动机活塞106和输出活塞156示为从最左侧位置移动至右侧。第一流体流入第一发动机输入端81来使发动机活塞106移动至图31中的右侧。当发动机活塞106移动至图31中的右侧时，第一流体从第二发动机输出端92流动。
与此相伴的是，第二流体从第二输出区段输出端182流过簧片阀162来流入输出冷凝器52中。第二流体从输出蒸发器53经由簧片阀128流入第二输出区段输入端192中。
图37至图42示出了位于第五位置的通用热力发动机60。类似于图13至图18，发动机活塞106和输出活塞156设置在最右侧位置上。来自于供应管线211的第一流体的流体压力施加成将梭阀114移动至图20和图21中所示的位置。
来自于供应管线212的第一流体的流体压力施加成使梭阀124移动至图22和图23中所示的位置。梭阀114的位置使第一流体能够进入第二发动机输入端82来将发动机活塞106朝图37中的左侧推动。梭阀124的位置使第一流体能够在发动机活塞106朝图37中的左侧移动时从第一发动机输出端91离开。
在操作中，加热的第一流体提供给包括第一发动机输入端81和第二发动机输入端82的发动机区段输入系统80。梭阀114和124将加热的第一流体交替地引送至发动机活塞106的相对侧。第一流体由包括第一发动机输出端91和第二发动机输出端92的发动机区段输出系统90排出。排出的第一流体由发动机冷凝器51冷却，从而产生流体温度中的差异来向通用热力发动机60供能。
发动机活塞106的往复操作导致输出活塞156的往复移动。第二流体由包括第一输出区段输出端81和第二输出区段输出端82的输出区段输出系统180交替地排出。压缩的第二流体引送至输出冷凝器52来用于冷却压缩的第二流体。压缩的第二流体传递至计量装置185来冷却蒸发器53。
图43至图45为构造成用于生成电功率的本发明的通用热力发动机60E的各种视图。 通用热力发动机60E包括发动机区段100E和输出区段150E。发动机区段100E包括开孔105E，其中发动机活塞106E可滑动地设置在开孔105E内。发动机区段100E与图8至图42中所示的发动机区段100相同。
输出区段105E包括开孔155E，其中输出活塞156E可滑动地设置在开孔155E内。输出活塞156E以类似于图8至图42的方式由连接杆140E连接到发动机活塞106E上。
输出活塞156E包括用于与围绕输出区段150E卷绕的电线圈242E协作的永磁铁240E。发动机活塞106E的往复移动导致永磁铁240E在电线圈242E内往复移动来用于生成电流。
图46为具有备选的热源30E和备选的电负载250E的图43至图45的通用热力发动机60E的图。在该实例中，备选的热源30E包括太阳能热源31E、地热源32E、天然气或丙烷热源33E或任何其它混杂的热源34E。
由通用热力发动机60E产生的电能可以以各种方式使用或储存。备选的电负载250E的若干实例包括电池储存器251E、电容储存器252E、直接的电使用253E和电网联结逆变器254，以将电功率传递至电网。
图47和图48为关于热力发动机区段100的控制系统300的一部分310和关于本发明的通用热力发动机60的输出区段的控制系统300的一部分320。
图49为连接在图2中的移动空调系统50中的本发明的通用热力发动机60F的第二实施例的等距视图。参照图2来完整阐述移动空调系统50。通用热力发动机60F的第二实施例替换图2至图42中所示的通用热力发动机60。
图50为更详细地示出通用热力发动机60F的图49中的一部分的放大视图。发动机区段输入系统80使蒸气发生器40与通用热力发动机60F互连。发动机区段输出系统90使通用热力发动机60F和发动机冷凝器51互连。
通用热力发动机60F包括发动机区段100F和输出区段150F 。通用热力发动机60F还包括阀组件，阀组件包括发动机区段阀组件110F、中心阀组件120F和输出区段阀组件160F。
发动机区段输入系统80包括连接到通用热力发动机60F的发动机区段100F上的第一发动机区段输入端81和第二发动机区段输入端82。第一发动机区段输入端81和第二发动机区段输入端82分别连接到发动机阀组件110F和中心阀组件120F上。发动机区段输出系统90包括由导管93连接到发动机冷凝器51上的第一发动机区段输出端91和第二发动机区段输出端92。第一发动机区段输出端91和第二发动机区段输出端92分别连接到发动机阀组件110F和中心阀组件120F上。流体从发动机冷凝器51经由导管94、冷凝泵95和导管96返回至蒸气发生器40的流体输入端43。
输出区段输出系统180包括连接到通用热力发动机60F的输出区段150F上的第一输出区段输出端181和第二输出区段输出端182。第一输出区段输出端181和第二输出区段输出端182分别连接到中心阀组件120F和输出阀组件160F上。第一输出区段输出端181和第二输出区段输出端182经由导管183连接到输出冷凝器52上。输出冷凝器52经由导管184连接到输出蒸发器53上。
输出区段输入系统190包括连接到通用热力发动机60F的输出区段150F上的第一输出区段输入端191和第二输出区段输入端192。 第一输出区段输入端191和第二输出区段输入端192分别连接到中心阀组件120F和输出阀组件160F上。第一输出区段输入端191和第二输出区段输入端192经由导管193连接到输出蒸发器53上。
阀促动器系统200包括由阀促动器204操作的梭阀202。阀促动器204由连接器206和208连接到图57中所示的逻辑板的第二实施例上。如前文所述，阀促动器204使梭阀202在第一位置与第二位置之间移动。
高压供应管线210连接到发动机区段输入系统80上，而低压供应管线220连接到发动机区段输出系统90上。供应管线211和212将梭阀202分别到连接到发动机阀组件110F和中心阀组件120F上。同样，供应管线221和222将梭阀202分别连接到发动机阀组件110F和中心阀组件120F上。如前文所述，梭阀在梭阀202处于第一位置时将高流体压力和低流体压力提供给供应管线211和221，且在梭阀202处于第二位置时将低流体压力和高流体压力提供给供应管线211和221。
发动机区段传感器231和输出区段传感器232分别位于发动机阀组件110F和输出阀组件160F中。发动机区段传感器231和输出区段传感器232感测发动机活塞106F和输出活塞156F的位置。连接器233和234将发动机区段传感器231和输出区段传感器232连接到图58中所示的逻辑板的第二实施例上。
图51至图56示出了本发明的通用热力发动机60F的第二实施例的各种视图。图2至图42中所示的通用热力发动机60的类似部分标有后面接F的相似的参考数字。
通用热力发动机60F的发动机区段100F在远端101F与近端102F之间延伸。远端101F密封到发动机阀组件110F上。近端102F密封到中心阀组件120F上。发动机区段100F通过拧入中心阀组件120F中的紧固件103F固定到发动机阀组件110F和中心阀组件120F上。发动机区段100F限定开孔105F。发动机活塞106F位于开孔105F内来用于在其中往复移动。发动机活塞106F包括限定肩部108F和109F的贯穿孔口107F。
通用热力发动机60F的输出区段150F在远端151F与近端152F之间延伸。远端151F围绕组件160F密封到输出区段上，而近端152F密封到中心阀组件120F上。输出区段150F通过拧入中心阀组件120F中的紧固件153F固定到输出区段阀组件160F和中心阀组件120F上。输出区段151F限定开孔155F。输出活塞156F位于开孔155F内来用于在其中往复移动。输出活塞156F包括限定肩部158F和159F的贯穿孔口157F。
连接杆140F使发动机活塞106F经由发动机联接件130F和输出联接件170F与输出活塞156F互连。连接杆140F包括发动机球面轴承141F和输出球面轴承142F。连接杆140F延伸穿过中心阀组件120F中的中心孔口121F。密封件122F提供成用于密封从输出孔口155F器的发动机孔口105F。连接杆140F延伸穿过线性轴承140F。
包括联接肩部131F的发动机联接件130F收纳在活塞106F的孔口107F内，其中联接肩部131F与活塞106F的肩部108F接合。发动机联接件130F限定用于收纳连接杆140F的球面轴承141F的轴承收纳件132F。轴承销133F将球面轴承141F固定到发动机联接件130F上。
发动机固持件135F从发动机活塞106F的相对侧插入，其中发动机固持件肩部136F与发动机活塞106F的肩部109F接合。发动机固持件135F通过螺纹接合137F固定到发动机联接件130F上。发动机固持件135F支承磁铁138F来用于与传感器231协作，以用于感测发动机开孔105F内的发动机活塞106F的位置。
包括联接肩部171F的输出联接件170F收纳在活塞156F的孔口157F内，其中联接肩部171F与活塞156F的肩部158F接合。输出联接件170F限定轴承收纳件172F来用于收纳连接杆140F的球面轴承142F。轴承销173F将球面轴承142F固定到输出联接件170F上。
输出固持件175F从输出活塞156F的相对侧插入，其中输出固持件肩部176F与输出活塞156F的肩部159F接合。输出固持件175F通过螺纹接合177F固定到输出联接件170F上。输出固持件175F支承磁铁178F来用于与传感器232F协作，以用于感测输出开孔155F内的输出活塞156F的位置。
图54为示出发动机阀组件110F的截面视图。发动机阀组件110F包括可滑动地收纳梭阀114F的阀开孔113F。梭阀114F大致为圆柱形，其具有限定梭阀流动区115F的减小面积的区。螺纹盖116F将梭阀114F固持在阀开孔113F内。供应管线211和221与阀开孔113F的相对端部连通。供应管线211和221之间的流体压力中的差异将使梭阀114F在阀开孔113F内移动。
图55为示出中心阀组件120F的截面视图。中心阀组件120F包括可滑动地收纳梭阀124F的阀开孔123F。梭阀124F大致为圆柱形，其具有限定梭阀流动区125F的减小面积的区。螺纹盖126F将梭阀124F固持在阀开孔123F内。供应管线212和222与阀开孔123F的相对端部连通。供应管线212和222之间的流体压力中的差异将使梭阀124F在阀开孔123F内移动。
梭阀114F和124F控制引送至通用热力发动机60F的发动机区段100F的第一流体的流体压力。第一流体在发动机区段100F、发动机冷凝器51和蒸气发生器40之间的闭合通路中流动。至发动机区段100F的第一流体的流体压力的控制导致发动机活塞106F和输出活塞156F分别在开孔105F和155F内往复。
通用热力发动机60F的第二实施例使用止回阀127F和128D和止回阀161F和162F来替代图2至图42中的通用热力发动机60的簧片阀127和128和簧片阀161和162。止回阀127F和128D和止回阀161F和162F为弹簧加载的止回阀。
止回阀127D位于接近第一输出区段输出端181，而止回阀128D位于接近第二输出区段输入端192。止回阀161F位于接近第一输出区段输入端191，而止回阀162F位于接近第二输出区段输出端182。
图49至图56中所示的本发明的通用热力发动机60F的第二实施例以类似于图2至图42中的通用热力发动机60的操作的方式操作。
图57和图58为关于热力发动机区段100F的控制系统300F的一部分310F和关于本发明的通用热力发动机60F的第二实施例的输出区段的控制系统300F的一部分320F的框图。
本公开内容包括包含在所附权利要求中的内容以及前述描述的内容。尽管已经以一定具体程度以其优选形式描述了本发明，但应当理解的是，优选形式的本公开内容仅通过举例的方式给出，且可采取详细构造和部分的组合和布置的许多变化，而不会脱离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1. 一种用于将能量从输入热源转换成输出的通用热力发动机，包括：
热力发动机区段，其包括收纳热力发动机活塞的热力发动机开孔；
热力发动机阀组件，其与所述热力发动机开孔连通来用于实现所述热力发动机活塞的往复运动；
输出区段，其包括收纳输出活塞的输出开孔；
活塞杆，其使所述热力发动机活塞与所述输出活塞互连；
控制器，其用于控制所述热力发动机阀组件来根据来自于所述输出区段的期望输出操作所述热力发动机区段。
2. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括第一流体温度中的差异。
3. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括用于燃烧石油产品的燃烧器。
4. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括液体循环加热燃烧器。
5. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括来自于独立内燃发动机的流体。
6. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括地热源。
7. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括太阳能加热器。
8. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述热源包括副产物热源。
9. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述输出区段包括用于提供第二流体的温度和压力中的第二差异的输出压缩机。
10. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述输出区段包括空调系统。
11. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述输出区段包括发电机。
12. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述输出区段包括发电机；以及
用于储存由所述发电机生成的电能的电储存装置。
13. 一种用于将能量从输入热源转换成输出的通用热力发动机，包括：
热力发动机区段，其包括
热力发动机本体，其限定第一热力发动机本体端部与第二热力发动机本体端部之间的热力发动机开孔；
位于所述热力发动机开孔中的热力发动机活塞；
固定到所述热力发动机本体的所述第一端部上的第一热力发动机阀组件，
固定到所述热力发动机本体的所述第二端部上的第二热力发动机阀组件，
输出区段，其包括：
输出本体，其限定第一输出本体端部与第二输出本体端部之间延伸的输出开孔；
位于所述输出开孔中的输出活塞；
活塞杆，其使所述热力发动机活塞与所述输出活塞互连；以及
控制器，其控制所述第一热力发动机阀组件和所述第二热力发动机阀组件来根据来自于所述输出区段的期望输出操作所述热力发动机区段。
14. 根据权利要求13所述的通用热力发动机，其特征在于，所述通用热力发动机包括设置在用于使所述热力发动机活塞与所述输出活塞互连的所述活塞杆的相对端部上的第一球面轴承和第二球面轴承。
15. 根据权利要求13所述的通用热力发动机，其特征在于，所述通用热力发动机包括弹簧激励的聚合物密封件，以用于在使所述热力发动机活塞与所述输出活塞互连的所述往复活塞杆的相对端部之间提供密封。
16. 根据权利要求13所述的通用热力发动机，其特征在于，所述通用热力发动机包括用于感测所述热力发动机开孔内的所述热力发动力活塞的位置的传感器。
17. 根据权利要求13所述的通用热力发动机，其特征在于，所述通用热力发动机包括用于感测所述热力发动机开孔内的所述热力发动力活塞的位置的霍尔效应传感器。
18. 根据权利要求1所述的通用热力发动机，其特征在于，所述第一热力发动机阀组件和所述第二热力发动机阀组件中的各个均包括流体操作的梭；以及
单向簧片阀。
19. 根据权利要求13所述的通用热力发动机，其特征在于，所述第一热力发动机阀组件和所述第二热力发动机阀组件中的各个均包括蒸气操作的梭；以及
用于引送蒸气来操作所述蒸气操作的梭阀的螺线管操作的控制阀。
20. 一种用于将来自于输入网络中的流体温度的差异的能量转换成输出的通用热力发动机，包括：
热力发动机区段，包括：
热力发动机本体，其限定第一热力发动机本体端部与第二热力发动机本体端部之间的热力发动机开孔；
位于所述热力发动机开孔中的热力发动机活塞；
固定到所述热力发动机本体的所述第一端部上的第一热力发动机阀组件，
固定到所述热力发动机本体的所述第二端部上的第二热力发动机阀组件，
输出区段，其包括：
输出本体，其限定第一输出本体端部与第二输出本体端部之间延伸的输出开孔；
位于所述输出开孔中的输出活塞；
活塞杆，其使所述热力发动机活塞与所述输出活塞互连；以及
控制器，其控制所述第一热力发动机阀组件和所述第二热力发动机阀组件来根据来自于所述输出区段的期望输出操作所述热力发动机区段。
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