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改进型 能量转换及相关设备

阅读：911发布：2020-08-27

专利汇可以提供改进型能量转换及相关设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供机械能的方法和设备(10)。所述提供机械能的设备(10)包括提供机械能的马达(11)。所述马达(11)包括接收待加热流体的腔室(17、117、217、317、417)。提供放大受激发射辐射源(例如：激光器和/或微波激射器)(36、436)用于向所述腔室(17、117、217、317、417)提供辐射。，下面是改进型能量转换及相关设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提供机械能的设备，其特征在于，包括：
用于提供机械能的马达，所述马达包括至少一个用于接收待加热和/或燃烧和/或压缩和/或膨胀流体的腔室；以及
向所述腔室供应辐射的放大受激发射辐射源。
2.根据权利要求1所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射源包括激光器。
3.根据权利要求1或2所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射源包括微波激射器。
4.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为利用来自所述放大受激发射辐射源的辐射加热所述腔室中的流体。
5.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为利用来自所述放大受激发射辐射源的辐射预热所述腔室中的流体。
6.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为利用来自所述放大受激发射辐射源的辐射加热所述腔室。
7.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为在启动之前和/或在启动时向所述腔室供应辐射。
8.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为利用来自所述放大受激发射辐射源的辐射点燃所述腔室中的流体。
9.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为利用来自所述放大受激发射辐射源的辐射保持所述腔室。
10.根据权利要求9所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述设备配置为利用来自所述放大受激发射辐射源的辐射清洁所述腔室，烧蚀所述腔室的表面。
11.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述流体包括惰性流体。
12.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述流体包括水和/或蒸汽。
13.根据权利要求1至10任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述流体包括易燃流体。
14.根据权利要求13所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述易燃流体包括氢气。
15.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括内燃机。
16.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括外燃机。
17.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为以预定间隔向所述腔室提供所述放大受激发射辐射。
18.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为在预定的腔室循环相位或者阶段向所述腔室提供所述放大受激发射辐射。
19.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括限定所述腔室的气缸和限定所述腔室的端壁的活塞。
20.根据权利要求19所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为：当所述活塞到达预定位置，诸如上止点时，向所述腔室提供所述放大受激发射辐射。
21.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括控制系统，从而使所述辐射源和/或辐射导杆和/或辐射入口在预定活塞位置处被激活。
22.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射包括配置为加热所述流体的波长。
23.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射包括配置为清洁所述腔室的波长。
24.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射包括多个波长。
25.根据权利要求24所述的提供机械能的设备，其特征在于，第一波长的辐射比第二波长的辐射更易于被所述流体吸收，从而使所述第一波长用于辐射在所述腔室的第一部分中的所述流体；以及所述第二波长用于辐射在所述腔室的第二部分中的所述流体。
26.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射是发散的。
27.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射包括脉冲辐射和/或扫描辐射。
28.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括所述辐射源。
29.根据权利要求1至27任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述辐射源远离所述马达。
30.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括多个腔室，且各个腔室包括离散型辐射源。
31.根据权利要求1至29任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括多个腔室，并且所述马达配置为向多个腔室供应来自单个辐射源的辐射。
32.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达包括氢气燃烧器。
33.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为向所述流体腔室供应来自外部燃烧仓的排液。
34.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为再循环所述流体。
35.根据前面任一权利要求基于权利要求3所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述微波激射器包括氢微波激射器。
36.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为将辐射分布在整个腔室。
37.根据权利要求36所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为均匀地分布所述辐射。
38.根据权利要求36所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为集中所述辐射。
39.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为根据在所述腔室中的流体分布，将所述辐射分布在所述腔室中。
40.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为按顺序辐射在所述腔室不同部分中的流体。
41.根据上述权利要求中任一项所述的提供机械能的设备，其特征在于，所述马达配置为根据所述腔室中流体体积的变化，辐射所述腔室内的流体。
42.一种提供机械能的方法，包括：
向马达的腔室供应来自放大受激发射辐射源的辐射；
利用所述辐射加热和/或点燃和/或加压所述腔室中的流体；和/或
利用所述辐射加热和/或保持所述腔室。
43.一种提供机械能的马达的腔室，用于接收待加热和/或燃烧和/或压缩和/或膨胀的流体，其特征在于，所述腔室配置为分布来自放大受激发射辐射源的辐射以加热和/或燃烧和/或加压所述流体；和/或辐射所述腔室。
44.根据权利要求43所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为将辐射分布在整个腔室中。
45.根据权利要求43或44所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为集中所述辐射。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为按顺序辐射在所述腔室不同部分中的流体。
47.根据权利要求43至46中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为逐步辐射在所述腔室不同部分中的流体。
48.根据权利要求43至47中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为根据所述腔室中流体体积的变化，辐射所述腔室内的流体。
49.根据权利要求43至48中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室包括凹面。
50.根据权利要求43至49中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室包括凸面。
51.根据权利要求43至50中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室包括可移动壁，且所述可移动壁包括相对于所述腔室的纵轴的轴向和/或横向和/或旋转非对称轮廓。
52.根据权利要求43至51中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室包括反光表面。
53.根据权利要求52所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室包括配置为反射所述辐射的镜子。
54.根据权利要求43至53任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室包括异形表面。
55.根据权利要求54所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述异形表面的量级和/或程度根据所述辐射波长进行配置，所述异形表面包括程度和/或数量级比所述辐射波长大的结构，所述异形表面包括程度和/或数量级与所述辐射波长相近的结构，所述异形表面包括程度和/或数量级比所述辐射波长小的结构。
56.根据权利要求54或55所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述异形表面的量级和/或程度根据所述光束直径和/或宽度进行配置。
57.根据权利要求43至56中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为通过所述辐射进行烧蚀，所述腔室配置为使所述辐射基本上到达所述腔室的整个表面。
58.根据权利要求43至57中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室配置为使所述腔室表面接收基本上为均质剂量的辐射。
59.根据权利要求43至58中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室是微观级的。
60.根据权利要求43至58中任一项所述的提供机械能的马达的腔室，其特征在于，所述腔室是纳米级的。

说明书全文

改进型能量转换及相关设备

技术领域

[0001] 本发明涉及改进型能量转换及相关设备，具体地但不完全地，涉及改进型马达。

背景技术

[0002] 目前使用的大多数发动机都是往复活塞、内燃机。内燃机的工作原理是调节后的燃料混合物在密闭腔室中由火花点燃。内燃机中的动力生产与燃料燃烧相结合，并且受限于组合空间内四个冲程中的每一个冲程。

[0003] 虽然可靠，但是内燃机的燃料效率相对较低，生产成本高且会引起严重的环境污染。日益严格的排放要求必须进行，诸如催化转换器、高压喷射系统、合成润滑油和基于高度精制原油的燃料，所有这些都增加了制造和运行成本。

[0004] 外燃机的运行与内燃机的不同之处在于调节后的燃料混合物在其自己的与生产腔室分开的燃烧腔室内持续燃烧。工作流体经由热交换器使能量从燃烧室传到动力生产/工作腔室。

[0005] 外燃机已减少了来自内燃机的有害排放，并且优化后的燃料效率使使用的精制燃料减少且降低燃料成本。由于不涉及爆炸，所以外燃机比内燃机噪音更小。

[0006] 然而，外燃机的缺点在于，诸如，油液降解、热交换器污染、摩擦强度高、体积/重量/成本高、换热器系统效率低。

发明内容

[0007] 根据本发明的第一方面，提供了一种提供机械能的设备，该设备包括：

[0008] 用于提供机械能的马达，该马达包括至少一个用于接收待加热和/或燃烧和/或压缩和/或膨胀流体的腔室；以及

[0009] 向腔室供应辐射的放大受激发射辐射源(例如，激光器和/或微波激射器)。

[0010] 辐射可供应至腔室以加热流体。该设备可配置为利用来自放大受激发射辐射源的辐射加热腔室中的流体。

[0011] 辐射可供应至腔室以预热流体。该设备可配置为利用来自放大受激发射辐射源的辐射预热腔室中的流体。例如，该设备可配置为在流体点燃之前，利用来自放大受激发射辐射源的辐射预热腔室中的流体。

[0012] 辐射可供应至腔室以加热腔室。该设备可配置为利用来自放大受激发射辐射源的辐射加热腔室。例如，辐射可在启动马达之前和/或期间和/或不久之后(例如，使腔室和/或流体上升至工作温度，比如当马达不工作变冷时)供应至腔室。该设备配置为在启动之前和/或在启动时向腔室供应辐射。

[0013] 辐射可供应至腔室以点燃流体。启动设备可配置为利用来自放大受激发射辐射源的辐射点燃腔室中的流体。

[0014] 辐射可供应至腔室以保持腔室。启动设备可配置为利用来自放大受激发射辐射源的辐射保持腔室。例如，启动设备配置为利用来自放大受激发射辐射源的辐射清洁腔室，例如，烧蚀腔室的表面。

[0015] 流体可包括惰性流体。该流体可包括水和/或蒸汽。蒸汽可包括饱和蒸汽。蒸汽可包括湿蒸汽。

[0016] 流体可包括易燃流体。易燃流体可包括氢气。

[0017] 马达可包括内燃机。

[0018] 马达可包括外燃机。

[0019] 马达可配置为压缩腔室中的流体，诸如，利用活塞进行压缩。

[0020] 马达可包括限定腔室的气缸。活塞可限定腔室的端壁。

[0021] 马达可配置为以预定间隔向腔室提供放大受激发射辐射。马达可配置为在预定的腔室循环相位或者阶段向腔室提供放大受激发射辐射。例如，腔室是可与活塞一起操作的气缸腔室，马达可配置为当活塞到达预定位置，诸如上止点时，向腔室提供放大受激发射辐射。例如，马达可包括控制系统(例如，包括开关和/或定时器和/或电子控制器)，从而使辐射源和/或辐射导杆和/或辐射入口在预定活塞位置被激活。

[0022] 辐射可包括配置为加热流体的波长。例如，当流体是蒸汽时，激光器可包括大约1000nm的波长。

[0023] 辐射可包括配置为清洁腔室的波长。例如，辐射可包括具有低吸收深度的激光辐射，诸如腔室表面中的低吸收深度。

[0024] 辐射源可配置为根据腔室的表面性质(例如，低吸收深度)提供具有波长的辐射。

[0025] 辐射可包括多个波长。多个波长可产生不同的吸收率。因此，不同波长的辐射强度在沿通过腔室的路径上可能有所不同。例如，第一波长的辐射可更易于被流体吸收，从而使第一波长可用于辐射(例如，加热)在腔室的第一部分中的流体；以及第二波长可用于辐射在腔室的第二部分中的流体。第一部分可对应光路的第一段。第二部分可对应光路的第二段。

[0026] 辐射可能是发散的。

[0027] 辐射可包括单空间模式辐射。

[0028] 辐射可包括多空间模式辐射。

[0029] 辐射可包括脉冲辐射和/或扫描辐射。例如，该设备可配置为提供穿过腔室的扫描辐射。该设备可配置为径向和/或轴向和/或螺旋地扫描辐射。

[0030] 马达可包括辐射源。

[0031] 作为替代方案，辐射源可远离马达。

[0032] 马达可包括分束器。

[0033] 马达可包括辐射导杆。

[0034] 马达可包括多个腔室。各个腔室可包括离散型辐射源。作为替代方案，马达可配置为向多个腔室供应来自单个辐射源的辐射。马达可配置为向多个腔室按顺序地供应来自单个辐射源的辐射。例如，马达可配置为基于各个腔室的相位选择性地将来自单个辐射源的辐射引至各个腔室。马达可配置为按顺序地辐射顺序腔室中的流体，诸如，相邻腔室。马达可配置为同时辐射多个腔室中的流体。

[0035] 马达可包括外部燃烧仓。例如，马达可包括氢气燃烧器。马达可配置为向流体腔室供应来自外部燃烧仓的排液。例如，马达可包括进液装置，诸如，进液泵和/或进液风机，用于向腔室进口供应流体。

[0036] 马达可配置为循环流体(该流体可以是可加热的流体)。马达可包括排液装置，诸如排液泵和/或排液风机，用于引导腔室排液从腔室出口排出。

[0037] 马达可配置为再循环流体，诸如将腔室排液引至腔室进口。

[0038] 来自内燃机和/或外燃机的能量(诸如热能)可用于加热和/或加压供应至腔室的流体(例如，加热腔室中的流体，诸如，对流体进行加压)。

[0039] 使用时，氢气可供应至氢气燃烧器，从而生成蒸汽。蒸汽可由进液风机经由进口供应至流体腔室。腔室可收缩。例如，腔室可被压缩，诸如通过往复活塞。辐射源可被激活以向腔室供应辐射。腔室中的辐射可加热蒸汽。腔室中的蒸汽压力可增加，从而使活塞(向下)往复运动。因此，机械功可通过活塞控制。例如，活塞可连接至曲柄轴，从而可通过活塞的动作使曲柄轴旋转。

[0040] 微波激射器可包括氢微波激射器。

[0041] 放大受激发射辐射源可由电池供电。放大受激发射辐射源可由发电机供电。从内燃机和/或外燃机输出的能量可用于给放大受激发射辐射源供电。

[0042] 马达可配置为将辐射分布在整个腔室中。

[0043] 马达可配置为均匀地分布辐射。

[0044] 马达可配置为集中辐射。

[0045] 马达可配置为集中在腔室的预定区域或预定体积中的辐射。

[0046] 马达可配置为根据在腔室中的流体分布，将辐射分布在腔室中。

[0047] 马达可配置为加热腔室中的流体。

[0048] 马达可配置为均匀地加热流体。

[0049] 马达可配置为按顺序辐射在腔室不同部分中的流体。马达可配置为逐步辐射在腔室不同部分中的流体。马达可配置为逐步径向辐射在腔室不同部分中的流体。马达可配置为螺旋辐射在腔室不同部分中的流体。马达可配置为分散辐射在腔室不同部分中的流体。马达可配置为集中辐射在腔室不同部分中的流体。

[0050] 马达可配置为根据腔室中流体体积的变化，辐射腔室内的流体。例如，马达可配置为：在第一辐射阶段期间，诸如在腔室体积减少期间(例如在由活塞压缩的第一阶段期间)，辐射在腔室第一部分中的流体。马达可配置为：在第二辐射阶段期间，诸如当活塞处于上止点时，或者当腔室包括最小体积时，辐射在腔室第二部分中的流体。

[0051] 马达可包括过滤器。马达可包括在腔室入口处和/或腔室入口之前过滤流体的过滤器。另外地或作为替代方案，马达可包括在腔室出口上和/或腔室出口之后过滤流体的过滤器。

[0052] 马达可包括用于接收流体(例如，易燃流体)的马达进口。马达可包括用于释放流体(例如，已燃烧流体和/或未燃烧流体；和/或其产品或者成分)的马达出口(例如，排气阀)。

[0053] 马达可配置为在关机时排出腔室中的流体。在关机时排出腔室中的流体可防止在腔室内形成流体冷凝。

[0054] 马达可配置为在启动时加热腔室和/或流体。由于马达不工作一段时间，在启动时加热流体和/或腔室可允许任何温度补偿和/或压力下降。

[0055] 根据本文本发明的另一方面，提供了一种提供机械能的方法，方法包括：

[0056] 向马达的腔室供应来自放大受激发射辐射源的辐射；

[0057] 利用辐射加热和/或点燃和/或加压腔室中的流体；和/或

[0058] 利用辐射加热和/或保持腔室。

[0059] 根据本文本发明的另一方面，提供了一种提供机械能的马达腔室，腔室用于接收待加热和/或燃烧和/或压缩和/或膨胀的流体，其中，腔室配置为分布来自放大受激发射辐射源(例如，激光器和/或微波激射器)的辐射以加热和/或燃烧和/或加压流体和/或辐射腔室。

[0060] 腔室可配置为将辐射分布在整个腔室中。

[0061] 腔室可配置为均匀地分布辐射。

[0062] 腔室可配置为集中辐射。

[0063] 腔室可配置为集中在腔室的预定区域或预定体积中的辐射。

[0064] 腔室可配置为根据在腔室中的流体分布，分布腔室中的辐射。

[0065] 腔室可配置为加热腔室中的流体。

[0066] 腔室可配置为均匀地加热流体。

[0067] 腔室可包括气缸腔室。腔室可由气缸限定。腔室可由气缸和活塞限定。

[0068] 腔室可包括至少一个侧壁。腔室可包括端壁。腔室可包括可移动壁，诸如活塞顶或活塞头。

[0069] 腔室可包括流体进口。腔室可包括流体出口。

[0070] 流体进口和/或流体出口可配置为根据控制系统与腔室流体相通。控制系统可包括活塞的位置和/或辐射腔室中的流体的阶段。

[0071] 腔室可配置为按顺序辐射在腔室不同部分中的流体。腔室可配置为逐步辐射在腔室不同部分中的流体。腔室可配置为逐步径向辐射在腔室不同部分中的流体。腔室可配置为螺旋辐射在腔室不同部分中的流体。腔室可配置为分散辐射在腔室不同部分中的流体。腔室可配置为集中辐射在腔室不同部分中的流体。

[0072] 腔室可配置为根据腔室中流体体积的变化，辐射腔室内的流体。例如，腔室可配置为：在第一辐射阶段期间，诸如在腔室体积减少期间(例如，在由活塞进行的第一压缩阶段期间)，辐射在腔室第一部分中的流体。腔室可配置为：在第二辐射阶段期间，诸如当活塞处于上止点时，或者当腔室包括最小体积时，辐射在腔室第二部分中的流体。

[0073] 腔室的第一和/或第二部分可以是环形部分。腔室的第一和/或第二部分可以是径向部分。腔室的第一和/或第二部分可以是线段部分。腔室的第一和/或第二部分可以是轴向部分。腔室的第一和/或第二部分可以是螺线部分。腔室的第一和/或第二部分可以是螺旋部分。腔室的第一和/或第二部分可以是中心部分。第一部分可包括第二部分。

[0074] 腔室可包括凹面。腔室可包括配置为诸如向腔室的中心部分集中辐射的凹面。可移动壁和/或腔室端壁和/或侧壁可包括凹面。腔室可包括凸面。腔室可包括配置为传播辐射的凸面。可移动壁和/或腔室端壁和/或侧壁可包括凸面。

[0075] 可移动壁可包括相对于腔室的纵轴的轴向和/或横向和/或旋转非对称轮廓。可移动壁可包括相对于腔室的纵轴的轴向和/或横向和/或旋转对称轮廓。

[0076] 腔室可包括反光表面。例如，腔室可包括配置为反射辐射的镜子。可移动壁和/或腔室端壁和/或侧壁可包括反光表面。反光表面可与入射辐射束成角度(例如，使辐射束改变方法向着非辐射腔室部分，诸如远离腔室辐射进口)。

[0077] 腔室可包括异形表面，诸如带纹路的或者带凹槽的表面(例如，可移动壁和/或腔室端壁和/或侧壁)。异形表面的量级(或者幅度)和/或程度可根据辐射波长进行配置。例如，异形表面可包括程度和/或数量比辐射波长大的结构。异形表面可包括程度和/或数量级与辐射波长相近结构。异形表面可包括程度和/或数量级比辐射波长小的结构。

[0078] 异形表面的量级和/或程度可根据光束直径和/或宽度进行配置。例如，异形表面可包括程度和/或数量级比光束直径和/或宽度大的结构。异形表面可包括程度和/或数量级与光束直径和/或宽度相近的结构。异形表面可包括程度和/或数量级比光束直径和/或宽度小的结构。

[0079] 腔室可配置为由辐射进行烧蚀。例如，腔室可配置为使辐射基本上到达腔室的整个表面。腔室可配置为使腔室表面接收基本上为均质剂量的辐射。

[0080] 腔室可配置为使腔室表面接收与表面性质相对应的辐射剂量。例如，腔室可配置为使容易弄脏或具有污染物浓度的第一腔室部分(诸如，过渡区，例如，邻近出口的边缘或区域)比不太容易弄脏或具有污染物浓度的第二腔室部分(诸如，中间侧壁部分)接收更高的辐射剂量。

[0081] 腔室可以是微观级的。

[0082] 腔室可以是纳米级的。

[0083] 本发明包括一个或多个相应的方面、单独存在或以各种组合存在的实施例或特征，无论在该组合或单独存在中是否明确声明(包括，主张)。例如，要理解，针对第一方面陈述为可选的特征也可适用于其他方面，不必明确列出这些各种不同的组合和排列。

[0084] 另外，用于执行一种或多种所论述功能的相应装置也落入本公开内。

[0085] 要理解，一个或多个实施例/方面对于提供机械能可能有用。

[0086] 以上发明内容仅旨在示例而非限制。附图说明

[0087] 下面将参考附图对本发明的实施例进行描述，在图中：

[0088] 图1是根据本发明第一实施例的设备的示意图；

[0089] 图2是图1中的设备的局部视图；

[0090] 图3是在第一配置中的图1中的设备的气缸的视图；

[0091] 图4是在第二配置中的图1中的设备的气缸的视图；

[0092] 图5是在第三配置中的图1中的设备的气缸的视图；

[0093] 图6是在第四配置中的图1中的设备的气缸的视图；

[0094] 图7是根据本发明实施例的气缸的剖视图；

[0095] 图8是图7中的气缸的剖视图，示出了气缸腔室中的辐射分布的一部分；

[0096] 图9是图7中的气缸的俯视图，示出了气缸腔室中的辐射分布的一部分；

[0097] 图10是示出了气缸腔室中的辐射分布的图表；

[0098] 图11是根据本发明实施例的气缸的剖视图，示出了气缸腔室中的辐射分布的一部分；

[0099] 图12是根据本发明实施例的气缸的剖视图，示出了气缸腔室中的辐射分布的一部分；以及

[0100] 图13是根据本发明实施例的气缸的透视图，示出了气缸腔室中的活塞头的指示表面。

具体实施方式

[0101] 图1示出了根据本发明第一实施例的一种提供机械能的设备的示意图，该设备一般表示为10。该提供机械能的设备10包括提供机械能的马达11。马达11包括接收待加热流体的腔室17。提供放大受激发射辐射源(未在图1中示出)用于向该腔室17供应辐射。

[0102] 该设备10进一步包括将流体引向一系列气缸16的进液风机14。在所示实施例中，该设备10包括一系列五个径向设置的气缸16a、16b、16c、16d、16e；各个气缸均包括腔室17a、17b、17c、17d、17e。该设备进一步包括将流体引离一系列气缸16的排液风机18。

[0103] 在所示实施例中，该设备10进一步包括氢气燃烧器20形式的燃烧机。因此，氢气和氧气(或空气)经由各自的进口22、24供应至设备10。

[0104] 将氢气与氧气结合向进液风机14提供蒸汽。如图2所示，蒸汽经由各自的气缸进口26a、26b、26c、26d、26e送至气缸16；各个进口均包括单向阀。各个进口26a、26b、26c、26d、26e形成并设置为使蒸汽在适当的气缸循环阶段仅被送至各自的气缸16a、16b、16c、
16d、16e。换言之，当气缸活塞朝气缸16a、16b、16c、16d、16e的下部移动时(例如，进气冲程)，蒸汽被送至气缸16a、16b、16c、16d、16e。

[0105] 蒸汽经由各自的气缸出口28a、28b、28c、28d、28e从气缸16排出；各个出口均包括单向阀。各个出口28a、28b、28c、28d、28e形成并设置为使蒸汽在适当的气缸循环阶段仅被送至各自的气缸16a、16b、16c、16d、16e。换言之，在排气冲程期间，当气缸活塞朝气缸16a、16b、16c、16d、16e的上部移动时，蒸汽仅从气缸16a、16b、16c、16d、16e排出。

[0106] 排液风机18将排出的蒸汽抽离气缸出口28a、28b、28c、28d、28e。马达外壳32内的整流罩30将排出的蒸汽引至排液风机14，蒸汽通过气缸16a、16b、16c、16d、16e在排液风机14处再循环。

[0107] 图3是在第一配置中的图1中的设备的气缸的视图。活塞34处于下止点，并且蒸汽已经通经由气缸进口(未在图3至图6中示出)送至气缸16中。活塞34开始压缩冲程，如箭头所指示。当活塞34接近上止点时，如图4所示，激光源36被激活，从而使激光束经由激光进口被引入气缸腔室中。在所示实施例中，激光源36和激光进口相对于气缸16轴向设置。

[0108] 在图4的配置中，气缸16中的蒸汽由该激光辐射加热。因此，蒸汽的温度上升，所以气缸36中的压力也升高。气缸36中升高的压力使活塞34靠近下止点，向如图5所示，借此，机械能诸如借由通往曲柄轴(未图示)的连杆从气缸16输出。在所示实施例中，一旦活塞到达图6的下止点位置，在完成进一步的压缩和动力循环之前，完成排气冲程和进气冲程，如参考图3至图5所描述的。在替代实施例中，要理解，马达可以不包括排气冲程，并且，相同的流体(诸如，蒸汽)可以在气缸16内被再压缩和再加热以生成进一步的动力冲程。

[0109] 图7示出了根据本发明实施例的气缸116的剖视图。在所示实施例中，气缸116包括气缸头140和活塞头142，分别包括各自的凹面144、146。图8示出了图7中的气缸腔室117中的在上止点的辐射分布的一部分。凹面144、146配置为使气缸腔室117的蒸汽体积朝气缸116的中心径向集中。因此，随着活塞134到达上止点，激光束150被激活，蒸汽体积集中于气缸116的同一部分。气缸116进一步包括圆柱形侧壁148，该侧壁也构成了凹面，从而使激光束改变方向始终朝气缸腔室117的中心部分；两者均由凹面144、146、148侧向或轴向地反射。

[0110] 图9是图7中的气缸116的俯视图，示出了气缸腔室117中的辐射分布的一部分。由于来自凹面144、146、148的反射，激光束150朝气缸腔室117的中心152集中。图10用图表示出了根据离中心152的径向距离贯穿气缸腔室117的辐射分布。因此，激光束150沿着与气缸腔室117中的蒸汽分布成比例的路径。

[0111] 图11示出了根据本发明实施例的替代气缸216的剖视图，示出了气缸腔室217中的辐射分布的一部分。在所示实施例中，气缸头240包括凹面244，并且活塞头242包括凸面246。气缸216进一步包括圆柱形侧壁248，该侧壁也构成了凹面。气缸腔室217配置为使激光束250被引向气缸腔室217的外围部分254，远离中心部分252。因此，激光束250沿着与气缸腔室217中的蒸汽分布成比例的路径。

[0112] 图12是根据本发明实施例的替代气缸316的剖视图，示出了气缸腔室317中的辐射分布350的一部分。在所示实施例中，气缸头340和活塞头342包括各自的异形表面344和346。该形表面344和346根据激光束350的波长进行配置。异形表面344和346的程度使激光束350分散于整个腔室317的中以将辐射均匀地分布在整个腔室317中。

[0113] 图13中示出了活塞头442的异形表面446的示意性示例。已经利用精细螺旋图案470对气缸头446进行了精加工。气缸头340示出为具有圆周安装的激光源436。

[0114] 要理解，本系统可利用连续供应易燃流体而运行。还要理解，系统可利用可加热流体的闭合电路而运行。例如，初始燃烧处理可提供可循环易燃流体直到在马达内获得所需的压力阈值；在该阶段中，不需要向马达供应更多的流体或者流体成分。

[0115] 在替代实施例中，马达可以不连续的间隔利用激光源来保持气缸。例如，可在马达不工作时操作激光源，诸如，清洁和/或冲洗气缸腔室。可将激光源引入气缸腔室烧蚀气缸腔室的表面。马达可配置为诸如在马达关机时和/或周期性地常规激活激光源进行该操作。

[0116] 要理解，任何上面提及的设备均可具有除已经提及的功能以外的其他功能，并且这些功能可由相同的设备执行。

[0117] 由此申请人孤立地公开了本文所描述的每个单独特征以及对两个或更多此类特征的任意组合，在这个意义上，根据本领域的技术人员的一般常识，不管此类特征或特征的组合能否解决此处公开的任何问题，基于本说明书整体都能够执行此类特征或其组合，并且此类特征或其组合不限制权利要求书的范围。申请人指出，本发明的各个方面可以包括任何一个单独特征或特征的组合。应理解，本文所描述的实施例仅为示例性的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可对这些实施例做出各种修改。例如，在描述了四冲程过程的情况下，要理解，在替代实施例/使用模式中，气缸可以替代循环运行，诸如两冲程过程。相似地，在示出了激光源的情况下，要理解，可通过微波激射源(诸如，氢微波激射器)向气缸腔室供应另外的或替代的辐射。

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