專利名稱：介質循環(huán)動力機及其介質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及動力裝置，尤其是涉及一種介質循環(huán)動力機及其介質。
背景技術：
內燃機是目前熱效率最高、功率密度最大、工作可靠、操作方便的動力源，它在水陸交通運輸、工程機械和農業(yè)機械的動力裝置中始終保持著主導地位，但它所消耗的燃料為礦物燃料，它會排出大量有害物質，對自然環(huán)境造成嚴重污染，危害人類健康，生態(tài)平衡遭到破壞，而當今世界能源消費急驟增長，礦物燃料卻漸趨涸竭，能源危機日趨嚴重，因而內燃機也面臨危機。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種使用的輸能介質可以循環(huán)使用、無任何有害物質排放、對環(huán)境無污染、對人類健康無危害、高度節(jié)能、環(huán)保型的介質循環(huán)動力機。
本發(fā)明的第二個目的在于提供一種用于介質循環(huán)動力機的介質。
本發(fā)明的第一個目的是這樣實現的本發(fā)明包括介質箱、濾清器、高壓供液泵、高壓供液軌、調壓器、電磁噴液器、缸體、活塞、曲軸、輸出軸、電源按鈕和蓄電池組，在缸體的上端和活塞之間為爆炸室，特征是還包括介質回收器、介質冷卻器、高能脈沖發(fā)生器、控制器，介質箱內的介質通過介質輸液管經濾清器過濾后輸入高壓供液泵內加壓，加壓后的介質被送至高壓供液軌蓄壓，然后介質從電磁噴液器噴射至爆炸室內，介質回收器將爆炸過后的介質回收，經介質冷卻器冷卻后送回到介質箱內，構成介質循環(huán)回路，介質在其中循環(huán)使用；高能脈沖發(fā)生器能在極短時間內產生高能脈沖(即巨大的能量)，巨大的能量通過觸發(fā)器傳輸給噴射至爆炸室內的介質，使介質轉換為強大的力效應推動活塞往復運轉輸出動力。
高能脈沖發(fā)生器由逆變器智能模塊(IPM)、升壓器、整流電路、觸發(fā)器組成。
控制器由中央處理器、轉換模塊、輸入模塊、比較電路、脈沖調制電路、驅動電路、取樣電阻、反饋電路、鍵盤、拔動開關和顯示器組成，控制器是一種智能控制系統(tǒng)。
在爆炸室內設置有壓力傳感器，在介質回收器內設置有缸內溫度傳感器和霍耳傳感器，在高壓供液軌內設置有介質壓力傳感器，在缸體內設置有冷卻液溫度傳感器，在缸體的曲軸室內設置有曲軸位置和轉數傳感器，這些傳感器均將采集到的信號通過輸入回路輸入給中央處理器。
本發(fā)明的第二個目的是這樣實現的介質由如下以重量份計的原料組成水95-99.5 鉀0.5-5。
本發(fā)明的輸能介質是由水和鉀組成的二元化合物液體換能介質，它無味、無臭、無毒、溶點低、化學性能穩(wěn)定、呈堿性，在高溫下吸熱是水蒸汽的1.5倍。
根據“液電效應”機理高能脈沖發(fā)生器能在極短時間(ms或μs級)產生高能脈沖，即巨大的能量(3-7KJ)，巨大的能量通過觸發(fā)器傳輸給噴射至爆炸室內的介質，激發(fā)介質爆炸，致使爆炸室內形成高能密度(102--103J/cm3)，使介質處于高溫(1500--2200K量級)、高壓狀態(tài)，并形成等離子體；稠密的等離子體充滿爆炸室內，并輻射出很強的紫外線，同時爆炸室內壓力急劇升高，壓力值可達1.8--2.2MPa，從而以較高的速度(300m/s以上)迅速向外傳播；當觸發(fā)能量中止后，由于介質內部壓力依然很高，介質內部在高壓強作用下，形成汽泡，汽泡以稍小內部壓力向外繼續(xù)膨脹，直到內部壓小于介質壓才開始收縮；汽泡過程、膨脹過程、收縮過程一直持續(xù)到汽泡內的剩余能量全部散失于介質內為止(約100--160μs)，形成壓力脈沖，這些壓力脈沖具有很強大的力效應；爆炸過程、汽泡過程、膨脹過程、收縮過程為一個做功過程，在瞬間將能量轉換成動力，周而復始的做功過程推動活塞往復運轉輸出動力。
高能脈沖發(fā)生器、觸發(fā)器觸發(fā)介質的物理過程可以分三個階段第一階段為預觸發(fā)階段，極間發(fā)生碰撞電離過程并形成通道；第二階段為能量向通道傾輸階段；第三階段為介質氣泡動力轉換階段。高能脈沖發(fā)生器和中央處理器對動力的靜態(tài)、動態(tài)實施監(jiān)控，從而控制做功過程。本發(fā)明對高能脈沖發(fā)生器采用中頻、中、低壓相結合、用觸發(fā)器的供能方式進行觸發(fā)。
本發(fā)明為輸能介質設計了介質循環(huán)回路，輸能介質在介質循環(huán)回路內循環(huán)使用，即輸能介質從介質箱流出，經濾清器過濾至高壓供液泵內，再經高壓供液泵加壓、高壓供液軌蓄壓后至電磁噴液器，電磁噴液器將介質噴射至爆炸室內，介質做完功后被介質回收器回收，然后經介質冷卻器冷卻返回至介質箱內。
因此本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、平均有效壓力高達1.8--2.2MPa，工作效率高，是現有內燃機的極佳替代品；2、使用的輸能介質可以循環(huán)使用，消耗量極少，達到高效節(jié)能，同時解除了對有限而寶貴的礦物燃料的依賴；3、輸能介質化學性能穩(wěn)定，使用壽命長，成本低，配制簡單，使用安全可靠；4、無任何有害物質排放、對環(huán)境無污染、對人類健康無危害，是新型環(huán)保動力機。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為高能脈沖發(fā)生器的結構框圖。
具體實施例方式
下面結合實施例并對照附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1本發(fā)明包括介質箱1、濾清器2、高壓供液泵3、高壓供液軌4、調壓器22、電磁噴液器5、缸體13、活塞7、曲軸10、輸出軸9、電源按鈕18和蓄電池組19，在缸體13的上端和活塞7之間為爆炸室6，在爆炸室6內還安裝有介質回收器16，介質回收器16通過介質回收管24經介質冷卻器21與介質箱1連接，在介質箱1內安裝有輸液泵25。介質箱1內的介質通過介質輸液管27經濾清器2過濾后輸入高壓供液泵3內加壓，加壓后的介質被送至高壓供液軌4蓄壓，然后介質從電磁噴液器5噴射至爆炸室6內，介質回收器16將爆炸過后的介質回收，經介質冷卻器21冷卻后送回到介質箱1內，構成介質循環(huán)回路，介質在其中循環(huán)使用。
在爆炸室6內設置有壓力傳感器26，在介質回收器16內設置有缸內溫度傳感器15和霍耳傳感器14，在高壓供液軌4內設置有介質壓力傳感器23，在缸體13內設置有冷卻液溫度傳感器12，在缸體13的曲軸室11內設置有曲軸位置和轉數傳感器8，這些傳感器均將采集到的信號通過輸入回路傳輸給中央處理器20。中央處理器20對這些傳感器送來的各種信號進行運算處理，確定滿足動力機運轉狀態(tài)的介質最佳噴射持續(xù)時間和最佳觸發(fā)時刻，然后將結果經輸出回路送至電磁噴液器5、高能脈沖發(fā)生器執(zhí)行。
高能脈沖發(fā)生器由逆變器智能模塊(IPM)、升壓器、整流電路、觸發(fā)器17組成。
控制器由中央處理器20、轉換模塊、輸入模塊、比較電路、脈沖調制電路、驅動電路、取樣電阻R、RP1、RP2、反饋電路、鍵盤、拔動開關和顯示器組成，控制器是一種智能控制系統(tǒng)。
蓄電池組19由五組24V電池串聯(lián)而成，電壓為120V。逆變器模塊將蓄電池組19的直流電壓120V變成交流電壓160V，然后經升壓器升壓后變成高壓，再經整流電路整流后在極短時間內產生高能脈沖，即巨大的能量，巨大的能量送至觸發(fā)器17，反饋電路將從取樣電阻R、RP2上的取樣信號處理后送至比較電路和輸入模塊，中央處理器20對從輸入模塊送來的信號進行處理，處理結果通過轉換模塊送至比較電路，比較電路將兩路信號進行比較，得出的比較結果送至脈沖調制電路進行調制，再經驅動電路至逆變器智能模塊，控制逆變器智能模塊變頻、變壓、變流，定時、定量地向爆炸室6輸入高能脈沖。
低壓儲能電路由儲能電容器C、二極管D1、D2、電感L組成，二極管D1、D2的陽極分別接逆變器智能模塊輸出端的兩端，二極管D1、D2的陰極的公共端依次與電感L、儲能電容器C串聯(lián)后接二極管D2的陽極。二極管D1起整流作用，二極管D2為續(xù)流管，電感L起濾波作用。儲能電容器C上的電壓起提供能量的作用。
升壓器的升壓比為160V18KV，并采用高壓分級為0～5KV、7KV、8KV、10、15KV、18KV，分級有利于能量選擇。
介質由9.5Kg的水和0.5Kg的鉀組成，配制時將0.5Kg的鉀倒入9.5Kg的水中，攪拌均勻即可。水可以是淡水，也可以是海水。
介質循環(huán)過程當介質箱1內的輸液泵25收到中央處理器20發(fā)出的指令而起動，將介質泵入濾清器2，過濾后的介質通過介質輸液管27輸入高壓供液泵3內，高壓供液泵3收到指令起動將介質加壓后泵入高壓供液軌4蓄壓。曲軸位置和轉數傳感器8、霍耳傳感器14確定活塞7位置，將信號經輸入回路傳輸給中央處理器20，中央處理器20根據活塞7的最佳位置發(fā)出指令給電磁噴液器5，電磁噴液器5將介質噴射至爆炸室6內，此時中央處理器20發(fā)出指令給高能脈沖觸發(fā)器，高能脈沖觸發(fā)器在極短時間內產生高能脈沖(即巨大的能量)，觸發(fā)器17將巨大的能量傳輸給噴射至爆炸室內的介質，激發(fā)介質爆炸，轉換為強大的力效應推動活塞往復運行，輸出動力。介質回收器16將爆炸過后的介質回收，回收的介質送至介質冷卻器21冷卻，冷卻后的介質通過介質回收管24回到介質箱1內，構成介質循環(huán)回路，介質在其中循環(huán)使用。
介質爆炸作功過程根據“液電效應”機理高能脈沖發(fā)生器能在極短時間(ms或μs級)產生高能脈沖，即巨大的能量(3-7KJ)，巨大的能量通過觸發(fā)器17傳輸給噴射至爆炸室內的介質，激發(fā)介質爆炸，致使爆炸室內形成高能密度(102--103J/cm3)，使介質處于高溫(1500--2200K量級)、高壓狀態(tài)，并形成等離子體；稠密的等離子體充滿爆炸室內，并輻射出很強的紫外線，同時爆炸室內壓力急劇升高，壓力值可達1.8--2.2MPa，從而以較高的速度(300m/s以上)迅速向外傳播；當觸發(fā)能量中止后，由于介質內部壓力依然很高，介質內部在高壓強作用下，形成汽泡，汽泡以稍小內部壓力向外繼續(xù)膨脹，直到內部壓小于介質壓才開始收縮；汽泡過程、膨脹過程、收縮過程一直持續(xù)到汽泡內的剩余能量全部散失于介質內為止(約100--160μs)，形成壓力脈沖，這些壓力脈沖具有很強大的力效應；爆炸過程、汽泡過程、膨脹過程、收縮過程為一個做功過程，在瞬間將能量轉換成動力，周而復始的做功過程推動活塞往復運轉輸出動力。
實施例2實施例2的結構與實施例1相同，不同之處在于介質由9.95Kg的水和0.05Kg的鉀組成，配制時將0.05Kg的鉀倒入9.95Kg的水中，攪拌均勻即可。
實施例3實施例3的結構與實施例1相同，不同之處在于介質由9.8Kg的水和0.2Kg的鉀組成，配制時將0.2Kg的鉀倒入9.8Kg的水中，攪拌均勻即可。
權利要求
1.一種介質循環(huán)動力機，包括介質箱(1)、濾清器(2)、高壓供液泵(3)、高壓供液軌(4)、調壓器(22)、電磁噴液器(5)、缸體(13)、活塞(7)、曲軸(10)、輸出軸(9)、電源按鈕(18)和蓄電池組(19)，在缸體(13)的上端和活塞(7)之間為爆炸室(6)，其特征在于還包括介質回收器(16)、介質冷卻器(21)、高能脈沖發(fā)生器、控制器，介質回收器(16)安裝在爆炸室(6)內，介質回收器(16)通過介質回收管(24)經介質冷卻器(21)與介質箱(1)連接，在介質箱(1)內安裝有輸液泵(25)，介質箱(1)內的介質通過介質輸液管(27)經濾清器(2)過濾后輸入高壓供液泵(3)內加壓，加壓后的介質被送至高壓供液軌(4)蓄壓，然后介質從電磁噴液器(5)噴至爆炸室(6)內，介質回收器(16)將爆炸過后的介質回收，經介質冷卻器(21)冷卻后送回到介質箱(1)內，構成介質循環(huán)回路，介質在其中循環(huán)使用；高能脈沖發(fā)生器由逆變器智能模塊、升壓器、整流電路、觸發(fā)器(17)組成，控制器由中央處理器(20)、轉換模塊、輸入模塊、比較電路、脈沖調制電路、驅動電路、取樣電阻(R、RP1、RP2)、反饋電路、鍵盤、拔動開關和顯示器組成，逆變器模塊將蓄電池組(19)的直流電壓變成交流電壓，然后經升壓器升壓后變成高壓，再經整流電路整流后在極短時間內產生高能脈沖，即巨大的能量，巨大的能量送至觸發(fā)器(17)，反饋電路將從取樣電阻(R、RP2)上的取樣信號處理后送至比較電路和輸入模塊，中央處理器(20)對從輸入模塊送來的信號進行處理，處理結果通過轉換模塊送至比較電路，比較電路將兩路信號進行比較，得出的比較結果送至脈沖調制電路進行調制，再經驅動電路至逆變器智能模塊，控制逆變器智能模塊變頻、變壓、變流，定時、定量地向爆炸室(6)輸入高能脈沖。
2.如權利要求1所述的介質循環(huán)動力機，其特征在于在爆炸室(6)內設置有壓力傳感器(26)，在介質回收器(16)內設置有缸內溫度傳感器(15)和霍耳傳感器(14)，在高壓供液軌(4)內設置有介質壓力傳感器(23)，在缸體(13)內設置有冷卻液溫度傳感器(12)，在缸體(13)的曲軸室(11)內設置有曲軸位置和轉數傳感器(8)，這些傳感器均將采集到的信號通過輸入回路傳輸給中央處理器(20)。
3.如權利要求2所述的介質循環(huán)動力機，其特征在于低壓儲能電路由儲能電容器(C)、二極管(D1、D2)、電感(L)組成，二極管(D1、D2)的陽極分別接逆變器智能模塊輸出端的兩端，二極管(D1、D2)的陰極的公共端依次與電感(L)、儲能電容器(C)串聯(lián)后接二極管(D2)的陽極。
4.如權利要求1所述的介質循環(huán)動力機的介質，其特征在于介質由如下以重量份計的原料組成水95-99.5 鉀0.5-5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種介質循環(huán)動力機及其介質，它包括介質箱、高壓供液泵、高壓供液軌、電磁噴液器、缸體、活塞和蓄電池組等，在缸體的上端和活塞之間為爆炸室，特征是還包括介質回收器、介質冷卻器、高能脈沖發(fā)生器、控制器，介質箱內的介質經濾清器、高壓供液泵、高壓供液軌，然后從電磁噴液器噴射至爆炸室內，介質回收器將爆炸過后的介質回收，經介質冷卻器送回到介質箱內，構成介質循環(huán)回路；高能脈沖發(fā)生器能產生巨大的能量，通過觸發(fā)器傳輸給爆炸室內的介質，使介質轉換強大的力效應推動活塞往復運轉輸出動力。本發(fā)明具有使用的輸能介質可以循環(huán)使用、無任何有害物質排放、對環(huán)境無污染、對人類健康無危害、高度節(jié)能的優(yōu)點。
文檔編號F03G7/00GK1529056SQ20031010811
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權日2003年10月21日
發(fā)明者王忠和 申請人:王忠和