CN106014679A - 望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理 - Google Patents

Abstract

本发明为“望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理。”如附图所示为热机工作中的一个球型或椭球型气缸，就像是一个修行功德圆满的小鸟，上下不停翩动扩展着N外、S外臂轴的两个翅膀，所以本热机的发明接近仿生，在目前已知众多大同小异的热机工作原理中显得尤为杰出，但更需要未来更为杰出的人们去研究制造它。

Description

望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理

审前说明：特请审查员先生们注意的是，本说明书中绘制的所有附图，只是为了比喻说明热机动力系统的工作原理，并非按照统一比例结构绘制。这只是一个有关动力系统结构的发明设想，在没造出真正的发动机之前，就指望能按照合适的比例绘制附图，那只能是无所不晓的上帝才能完成的任务。

所属技术领域：热电动力系统。

发明背景：

不久前向国家知识产权局提交的“全滚动循环充压热机工作原理”的发明专利申请后，就一直有个问题困扰着我，这就是滚动柱G·H在弹压器的配合下，能否十分安全地保证气缸内N·S臂轴间的两个工作腔室完全不受干扰地高效工作？那么上述关系发明的技术性问题，才是严重困扰我思绪的关键原因。这样就又经过了一番细心论证和研究之后，才提交了本篇“望远镜式球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理”的发明申请。经过前后这么长时间的思想提炼及沉淀，展望热机未来甚至同样可以自夸地说：“未来的某一天，不知从什么起，所有的燃烧液体燃料的发动机全部被望 远镜式球形气缸结构工作室及飞翔或做功工作方式的发动机所替代”。因此，鉴于自认为此热机工作原理发明的特殊意义，特再次提出保密申请。

编号说明及解释：

“1”热机气缸壁；“2”N或S臂轴或主脊柱两端的滚动柱：这个滚动柱被弹压器包裹着；“3”圆锥台体滚动柱：图2中虚线表示的部分，就是图3中G的部分。“4”N或S臂轴套管壁；“5”钢球腔：有一排排按各自轨道围绕偏背柱的钢珠；“6”偏脊柱；“7”主脊柱；“8”N或S臂轴的外臂轴；这个外臂轴与N或S臂轴不可分割地连成一个整体；“9”气缸与外臂轴之间的空隙处。

附图说明及解释：

“图1”所示为，双筒望远镜结构全滚动循环充压热机工作原理的一个热机气缸工作室的竖剖切截面图。其中N、S为热机工作时的两臂轴，箭头所指为两臂轴上下翩动的工作方式；M、N代表热机的两火花塞处，或吸气、排气口处；U为热机工作运动方向转折点：当N、S臂轴一旦到达U点就必然马上改变运动方向，这是U点所表示的意义；UMU及UWU区为热机管道铺设区，可以想象动物的脊梁柱周围及动物心脏顶端血管汇聚处，该是怎样的景象，其实管道铺设区就担负着类似这样的任务，各种管道及液压、电压系统会在主脊柱中间上下穿越。

“图2”所示是图1结构中双筒望远镜结构对称地去掉一半所留下的单筒望远镜结构，全滚动循环充压热机工作原理的一个气缸工作室。这个图中大部分名称已标出，唯一非常应该标出但却没有标出的是弹压器，所谓弹压器，就是从N或S臂轴上推斥G、H滚动柱压向气缸壁的一种构造装置，从图2中能模糊地看出，它是由封闭垫、压气垫弹簧、调气孔等几部分组成，负责气缸内两工作室工作时不互相串气，保证工作安全的作用。

“图3”所示是双筒望远镜结构全滚动循环充压热机工作原理的横剖切截面图：需要特别注意的是，“图3”与“图1”本来应该是一个双筒望远镜结构热机气缸的不同方向剖切截面，只是这两个图被画得太不成比例了，故注意不要被不太合比例的绘图误导思维。

“图4”所示是要进一步看清楚“图3”中“偏脊柱”与“主脊柱”之间不可分割的牢固关系。

“图5”所示是热机的主脊柱单独再放大，图中的圆圈代表的是弹压调节孔，H显然是主脊柱两端被弹压器包裹下的滚动柱。

“图6”所示为圆柱形中间空心两头被圆顶帽封住的滚动柱；“图7”同样可想象成中间空心，一头或两头被圆顶帽封堵住的空心圆锥台体。

“图8”所示，是偏脊柱套管连同N或S臂轴本是不可 分割的整体，图中的小圆孔代表弹压器的气压调节孔，可以想象，N、S臂轴在弹压器的包裹下连同G、H工作时的情景。

“图9”所示，是“图1”热机中的横剖切截面图，注意“图9”与“图3”相比较，只唯一多出了一个连接N或S的N外S外动力臂轴。

“图10”所示，为三个或三个以上双筒望远镜结构气缸相连成一体的，热机动力工作原理图，从图中可以清楚地看出，当N、S内外臂轴工作时，工作臂轴将会始终保持步调一致。

“图11”所示是前面图2所示单筒望远镜结构气缸工作室的一个横剖切截面图，通过对图2、图11的比较可以想象理解，这原来是一个球形或椭球形气缸工作室。做成球形气缸工作室的核心本意是为了实现G、H滚动柱的统一连接，需特别指出的是图11中G、H统一连接图被绘错了，正确的绘法应是两头稍尖，类似月牙形那样的图形，这样在气缸工作时，N或S臂轴才能产生出均匀的滚动磨擦或滑动磨擦。

“图12”所示，为“图1”双筒望远镜结构的横剖切截面图，由“图12”、“图1”比较可以想象，这是一个具备双筒望远镜结构的球形或椭球形气缸工作室。

“图13”所示是由三个或三个以上的双筒望远镜式球形或椭球形气缸工作室组成的，由N外、S外连接成一体的多气缸工作室，图中能清楚地看到所有N外S外臂轴与N、S 臂轴不可分割地整体连接。

“图14”为图13的N外、S外臂轴的一次缩减优化，当然还有更进一步优化的空间。

“图15”为“望远镜或球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理”热机工作时的一个工作状态，图16为热机工作时，另一个相反的工作状态。

图17、图18.....图24为“望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理完成一个工作循环，所需要的八个不同内容工作状态过程。”

望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理的说明

一次性燃烧气体循环工作腔的说明：

一次性燃烧气体循环工作腔是两头完全封闭相对较粗些的一根空心管，且若干个工作室的M、W点都有空心管与这根管相通。

混合新鲜油气循环工作腔的说明：

此工作腔是一根单独循环工作腔与一次性燃烧气体循环工作腔结构相似，不同的只是这个腔内有油和新鲜空气不断地吸进混入，且与一次性燃烧气体循环工作腔发生着周期性地功能轮换。

循环充压热机工作状态，工作时先后顺序的说明：

当循环充压热机工作时，为使各工作腔内的压力始终保持平衡，当工作室往这个腔内排气时，那么这个腔内的另一个工作室必同时在吸气，反之亦然。

N外、S外臂轴传动轴对外做功方式说明：

图13、图14向我们展示了循环充压热机工作时，N外S外两个臂轴连接情况，可以想象当N外S外臂轴上下翩动工作时，应有传动轴连杆与热机的主转动轴承相连，但在说明书附图中这种对外做功结构并没有绘出，需要提醒的是留给我们的只是如何再进一步优化这种在图中并没有绘出的传动结构。

双筒望远镜结构热机气缸的工作方式说明：

双筒望远镜气缸结构，比单筒气缸结构的优点主要表现为：双筒望远镜臂轴翅膀的上下翩动力，要比单筒气缸臂轴上下翩动力大了一些；其次双筒望远镜气缸与气缸之间的管道连接通常可走最近的捷径，而单筒气缸与气缸间各种管道连接，通常要绕过单筒气缸壁一半的距离。

单筒望远镜结构气缸工作方式说明：

单筒望远镜结构气缸与单筒飞翔式结构气缸是有明显区别的。如图2所示的单筒望远镜结构气缸内只有一个N臂轴动力臂，而单筒飞翔式结构气缸内则有N、S两个上下翩动工作的动力臂。这样一来，可以设想三个或三个以上单筒 望远镜气缸连成一个热机工作系统，要比三个或三个以上单筒气缸连成一个热机工作系统要节省不少循环管道，同时也能提高工作效率。

UMU及UWU管道铺设区的说明：

热机的各种管道，电力系统及压力系统都要在这里汇聚，这个区域是整个热机系统的晴雨表。

主脊柱的说明：

热机中的主脊柱是热机的各种管道、电力系统及压力系统相互汇聚协调的神经中枢。

大推力气缸火花塞的说明：

我认为把传统直气缸做得很大通常是很困难的，而把这个望远镜结构热机气缸做得很大，我认为相对容易一些，故设想有一个直径像石油桶那样大小的球形或椭球形，热机气缸工作室，为使气缸内的油气尽快瞬间点燃，我认为其火花塞在这样的气缸内应像大瓦数电灯泡一样突出。

喷气式发动机的说明：

如果用本热机工作原理制造喷气式发动机，那么使得现行喷气式发动机不具备的一个优点是：由于本热机工作原理，原则上可没有限制地设置任意多气缸工作室，那么在喷气式发动机中，可设置一个能混入高爆炸可燃物气体工作室，然后把这样的高爆可燃物气体推进喷气式发动机尾部点燃，这样就能增大喷气发动机的推力。

气缸工作室与G、H的重要说明：

从圆柱形气缸工作室到球形或椭球形气缸工作室的优化，可以说是全滚动循环充压热机工作原理的一次重要进步，就像人类的祖先离开森林双腿直立行走一样合情合理。例如从图8中，可以想象N或S臂轴在圆柱形气缸工作室内上下翩动工作时，G圆锥台体滚动柱与H圆柱形滚动柱，在气缸与臂轴之间的运动显得多少会有些别扭，甚至不太和谐。当然，就像圆西瓜能人为地变成方西瓜一样，图8中的别扭或不和谐并不意味着图8的工作结构方式存在矛盾或是这样的构造不可能存在，只是通过推理论证把其转化成“图11”的球形或椭球形气缸工作室，才似乎更合情合理，在“图11”中可以发现在“图8”中似乎显得非常别扭的G、H，已经非常和谐地变成了一个统一体。这里强调要说的是GH统一体仍然是从N或S臂轴上的一个滚动柱。这个滚动柱需要用石墨烯或其它耐磨耐高温的高分子材料做成。且G、H滚动柱的空心内筒塞满了，丝瓜瓤之类结构的降噪吸音物质。

弹压器的重要说明：

未来全滚动的循环充压热机工作原理的试验成功与否，全在于弹压器是否能保证气缸内两臂轴工作腔室之间不漏气、不串气，这是保证热机能否高效工作的关键要素。弹压器可参看图2，一般是由封闭垫、压气垫、弹簧垫、调气孔等几部分构成，这么重要的结构设置竟没有在各个图中专门 标出，其中的原因在于：

我最初认为当气缸工作时，气缸内两臂轴之间的工作腔室，只需要调节孔，弹簧垫之类的巧妙构造，就能把两工作腔室完全隔开，为此还专门设计了一个结构进一步优化的弹压器，只是后来才慢慢意识到，气缸内高温高压的工作条件，如果在没有外力的作用下，任何高质量的弹簧或材料以及巧妙的结构设计，都不可能保证气缸内两工作腔室之间做到井水不犯河水。所以为保证气缸内两工作腔室工作时，工作腔完全隔开不互相干扰，弹压器必须选择有外力作用的气压弹压器、液压弹压器、电压弹压器其中的任何一种。这意味着为保证热机始终有效地工作，在热机中弹压器是一整套专门的系统。

关于未来发动机模块组合的可能性的重要说明：

我认为一种发明未来如果能在本领域内做到模块化，那么就是这个发明未来在本领域内创造奇迹的开始，如现代的集装箱、电池、电脑软件等等都可以模块化。那么由望远镜结构全滚动循环充压热机工作原理做成的未来的发动机能不能进行模块化组装合成一个更大意义上的发动机呢？我认为可以。其最简单的组合发动机模块可以想象未来在一铁轨上跑得车厢节数任意多的列车。复杂一点的发动机模块化组合，可以想象在一个立方空间内有若干串糖葫芦状的东西以特殊方式排列着。且这些糖葫芦状的东西能继续做成更大 规模的组合，并最终能按人的意志组合出能带动巨大轴轮的统一力量。这就是未来发动机模块组合的革命性意义。

循环充压热机工作原理的提前说明：

必须提前说明的是，大量火花式点燃的热机，绝大多数都因热机工作时热机工作室内的压强不够，或因其它综合因素，使得工作室内的燃料未完全充分燃烧就排出机外，这不仅造成了燃料的浪费，同时也污染了环境。为解决这个问题，经一次燃烧后的气体全都流进一个对外封闭的一次性燃烧气体循环腔，等待重新被吸进热机工作室进行第二次点燃。这里要说的是，为使得第二次燃烧的气体争取达到完全燃烧，可想法在一次性燃烧气体的循环腔内加入一些特殊的助燃剂。

循环充电热机的工作原理说明：

循环充压热机工作时完成一个工作循环，总共需要八个内容不同的工作运动状态，当新鲜空气与油混合加压并点燃后，因气体燃烧工作室内的压强迅速增大体积迅速膨胀的这一过程，我们称之为“燃新”并记为“一”燃烧后的油气我们称之为一次性燃烧气体，然后在两臂轴外力的作用下把一次性燃烧的气体排出的过程，我们称之为“排1”并记作“二”；排出的一次性燃烧气体中有极少部分油气并没燃烧，再通过两臂轴的外力吸进工作室的过程，我们称之为“吸1”并记作“三”，当吸进一次性燃烧的气体关闭气门后，再通过两 臂轴的外力压缩的过程，我们称之为“压1”并记作“四”，当压缩后的一次性燃烧气体再次点燃，体积迅速膨胀的过程，我们称之为“燃1”并记作“五”，经二次燃烧的气体基本完全成了废气，再通过两臂轴外力排出的过程，我们称之为“排废”并记作“六”；排除废气后在两臂轴外力作用下重新吸入新鲜混合油气的过程，我们称之为“吸新”并记作“七”；当关闭气门后，在两臂轴外力的作用下再次压缩新鲜油气的过程，我们称之为“压新”并记作“八”。经研究这八个不同的状态过程，在整个热机中只存在两种不同的循环顺序编排形式，特选取了一个自认为更好一点的编排顺序，如图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24所示。在图中能清楚地看到，在这八个工作状态中，M、W均有二次火花点燃。这就是当热机工作时，完成不同工作内容的一个完整循环。

望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压热机工作原理的六大优点

与目前我已知的其它类热机相比，我发现了全滚动循环充压热机的6大优点。

1、使用寿命比其它同类热机延长许多倍：

表现在滚动柱及圆锥台体滚动柱可以更换以及其结构 构造方式，这就避免了热机因磨损后无法修补造成的热机报废。

2、燃料利用率比其它类热机高：

几乎能全部完全利用，原因在于一次性燃烧后的气体再重新进行第二次燃烧。

3、燃烧能量转化成功的效率比其它类热机大大提高：

这表现在几个方面，最关键的方面是热机内部两臂轴的工作结构，其次是“N外”、“S外”两臂轴的同性连接各自成为独立的一体，因此这样的构造不像其它类热机那样需要惯性配重物，有了这两个结构构造，就能比其它类热机大大提高功能转化率。估计总热能转化成有用功的比率至少会在50％以上。

4、与其它类型热机相比，本热机体积小，输出功率大：

关键在于本热机的两臂轴上下翻动一次可看为其它类热机旋转一周，而做功八个不同工作内容状态的一次循环，等于其它类热机旋转了四周，从前面可知，在这四周的旋转中火花塞共点燃了四次，这等于旋转一周点燃一次，而这正是我目前已知的其它类热机无法完成的，因此在同其它类同体积热机相比的情况下，本热机对外输出的功要大得多。

5、可根据实际需要没有限制地设置若干个工作室，不会像其它类热机工作时那样，搞不好出现热机工作心律失调，从而造成做功内耗的问题：

由于内外N、S臂轴同性各自成为一体，只要吸排气门的开关设置先后时间顺序不出问题，那么就不会出现工作心律失调问题。

6、本热机的特殊构造，决定了本热机对液体燃料的选择较为广泛，胃口较好，可谓给点阳光就灿烂，且也易于维修，热机工作时产生的噪音较小。

结束语：

对“望远镜式球型或椭球型气缸全滚动循环充压热机工作原理”的发明申请，其实只是万里长征走完了第一步，离未来真正能制造出合格产品的距离还相差很远。沿着这个新型动力工作系统，将来无论是创造发明出动力系统奇迹，还是证明仅有一些特殊功能的一般性动力系统发明，我都真的不认为对这个发明应该拥有多大的功劳和荣耀。如果非要讲这个发明未来可能留给后人的功劳和荣耀，那就是在本发明申请中，特别小心地保留了发明过程中，魔鬼演变成天使，天使又演变成魔鬼，魔鬼又演变成更好的天使，这一发明过程中，最自然原始状态的脚印进化链条。这个原始脚印进化链条告诉我们：人类文明的发展或科学上的发现或发明，从残缺性思维到逐步完善性思维必须经历或长或短的一段过程，从不存在一步到位的天才或灵感，这才是最自然的文明进步状态。“牛顿的苹果”只是一个传说，科学研究中企望一梦醒来天 才或灵感从天而降，这应该是很不现实的教育思想误导。

所以近代中国在科学上的发现或发明比欧美国家少得太多的原因，并不是因为中国人的大脑在创造创新能力方面天生不如欧美人，而根本原因在于中国的所谓名家们，大多数都是学习家+思想成果专家或以西方思想研究家的身份出现，因为他们没有真正完全属于自己的原创性发现或发明成果，自然就无法体会和理解，要想获得完全属于自己的真正有效的原创性成果，与学习其它许许多多知识或成果相比该是多么困难和艰辛的估计严重不足，因此也就很难用深刻的语言和文字正确有效地激励中国知识文化界做出更多的发明创新了。

Claims (4)

1.热机的双筒望远镜式球型或椭球型气缸结构工作原理。

2.热机的单筒望远镜式球型或椭球型气缸结构工作原理。

3.热机的全滚动工作方式原理。

4.热机的飞翔式结构工作方式原理，其实本发明最为恰当的称呼应为：“望远镜式球型或椭球型气缸结构全滚动循环充压飞翔式热机工作原理”，只是为保密起见把“飞翔”“翅膀”等字眼删去而已。