专利名称：零排放高效低温超导磁发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全新的利用磁场作能源的新型发动机，低温超导磁发动机。
众所周知，内燃机作为一种能源利用率较高的发动机，早已被广泛地应用在国家的国防建设与经济建设的各个领域，已成为国家经济持续发展的重要支柱。这种发动机包括由曲轴箱与气缸、气缸盖组成一个整体的机壳，和安装在机壳里的曲轴连杆，和与连杆相连的活塞。曲轴连杆带动活塞每运转二周完成以下四个冲程，即发动机的进气、压缩、作功和排气，如此循环。这是四冲程发动机。还有一种是二冲程发动机，把进气与作功，排气与压缩压缩到活塞的上行与下退两个冲程中，即进气与作功，排气与压缩两个冲程。由于两冲程发动机油耗偏高，排放污染大，本人将不再在以下篇幅予以陈述。在四冲程发动机中，发动机的动力输出是决定于导入气缸并在每个作功冲程中完成燃烧的汽油的量。在发动机工作中，通过一套点火装置使安装在气缸盖上的火花塞点火，而点燃通过燃油供给系统导入到气缸内的混合气体，使之燃烧爆发而推动活塞下行，从而带动曲轴连杆运动而产生动力输出。各种各样的附加设备被用来提高内燃机的动力输出，包抱并联进、排气阀，涡轮增压器，电子燃油控制系统等等。尽管这种发动机的动力输出从能源利用率的角度上看是成功的。但是，由于它是使用燃油作为能源的发动机，因此在燃烧中不可避免地会产生各种燃烧的残余废气，如一氧化碳，二氧化碳，碳氢化合物，氮氧化合物。特别是氮氧化合物，碳氢化合物和一氧化碳，如在空气中积累到一定程度后，在太阳光线的作用下，氮氧化合物和碳氢化合物起化学反应，生成含有二氧化氮和臭氧的光化学烟雾，是导致城镇居民死亡率上升的一个重要原因。而二氧化碳则是导致全球气温上升的罪魁祸首。这些有害废气对环境污染之大，已严重地威胁到了人类的生态环境。为此各国科学家早已致力于研究在如何减少内燃机的废气污染和增加内燃机的动力输出之间找到一个恰当的平衡。如在内燃机的排气管消声器内安装催化转化装置，通过吸收、过滤或转化掉废气中的有害物，或使用各种复杂的控制系统使内燃机在工作中改变其压缩比，以改善其燃烧值，从而达到增加其动力输出，减少废气中的有害物的目的。但是，这种努力都无法改变内燃机必须使用燃油与排放有害废气这一特性。还有一种方法就是一劳永逸地放弃使用燃油，而用电能或氢作为一种清洁的能源。尽管这种发动机的前景是广阔诱人的，但是到目前为止，这种成本高昂，技术复杂，维修成本高的发动机还不可能在近几年内大规模地投入到使用中。
本发明的目的就是提供一种用超导体的磁镜效应来促使发动机运转的新型、零排放低温超导磁发动机。
众所周知，内燃机是利用燃油作为发动机的动力能源。而本发明的不同之处在于在类似于活塞的位置上安装了一强磁铁，在类似于气缸盖的位置上安装了一超导体。超导体浸没于制冷液中，在超导体内设计有电热系统。该系统的作用就是使超导体的温度在超导与未超导的临界温度上波动，用来促使磁力线从这里被反射或通过。当曲轴连杆带动活塞从下止点向上运动的时候，超导体由于电热系统的作用而处于未超导的临界温度。可以想象活塞上强磁铁的磁力线可以从未呈超导的超导体中间穿过。在活塞到达上止点时，电热系统被中断电流，超导体又处于超导状态。根据磁性物质与超导体之间的磁镜效应，设计在活塞上的强磁铁会由于超导体的磁镜效应而突然获得向下的推斥力，就象内燃机气缸内的混合气体燃烧爆发一样，推动活塞向下运动。在到达下止点时，电热系统又加热超导体，曲轴连杆又会带动活塞重复上述上行过程，如此循环。该发动机就会在磁性物质与超导体的磁镜效应下获得持续的动力输出。
本发明由于利用低温状态下超导体与磁性物质间的磁镜效应作为发动机的动力输出能源，有效地改变了内燃机在工作中必须使用燃油并必定排放有害废气的缺点。由于结构简单，因此屏弃了内燃机上许多为改善内燃机的动力输出与废气排放，以及降低油耗而设计的复杂的附加装置。如电子燃油控制系统，涡轮增压系统，进、排气系统等。并且在实现零排放，高动力输出与节约能源之间没有任何牺牲与妥协。本发明不但为国家提供了一种新型、环保、高效的能源，而且将在国家的国防与经济建设以及能源危机上发挥积极的作用，将产生巨大的社会与经济效益。
附图
是本发明的整体剖视分析图。
现就上述附图所示，详细说本发明提出具体装置与实施细节。大家都知道，超导体的特性，除了其零电阻以外，还有极好的抗磁性。一块放在超导体上的磁铁，能完全“看”出其镜象，就象同极性磁场之间的相互排斥一样，磁铁会悬浮在超导体上。这是因为从磁体上发射的磁力线在碰到超导体后会反射回来。关于这更深一层的物理特性并不是本发明的实质内容，本人将不再在以下篇幅中予以陈述。利用上述磁性物质与超导体之间的磁镜效应，就可以设计出一种特殊的发动机，这就是本发明最终要解决的课题。在本发明中，超导体(6)被浸没于低温制冷液中，制冷液可以是液氮，也可以是液氦，这要取决于超导体(6)是用何种材料所制。可以理解制冷液通过液压泵在容器(10)中循环流动。超导体(6)被支撑座(11)(12)固定于溶器中。在超导体(6)中间安装有电热系统(8)，电热系统(8)内有电热管(9)。该电热系统(8)可以通过一套罗辑设备来回应发动机事先设计好的各种工作状态，用以促使磁力线从超导体(6)中被通过或反射。这种工作状态包括发动机的转速，曲轴(1)连杆(2)的回转角度，超导体(6)的临界波动温度等。和通常的内燃机结构类似的是，本发明的上述装置被安装在类似于气缸盖的位置上，而在类似于活塞(3)的位置上安装了一强磁铁(5)。当曲轴(1)连杆(2)带动活塞(3)从下止点向上运动的时候，设计在机壳(4)上的传感器(13)根据曲轴(1)的回转角度向电子控制单元(14)发出电信号，电子控制单元(14)把收到的信号转向电触点(7)，电触点(7)接通热电系统(8)的电流，电热管(9)发热，使超导体(6)的温度上升到未超导的临界温度上。从而使活塞(3)上强磁铁(5)的磁力线能由此顺利通过，促使强磁铁(5)与超导体(6)的靠拢。在活塞(3)到达上止点后，传感器(13)根据曲轴(1)的回转角度向电子控制单元(14)发出电信号。电子控制单元(14)根据收到的信号中断了通往和电触点(7)相连的电热系统(8)的电流，电热系统(8)中的电热管(9)冷却，使超导体(6)又恢复到原来的超导状态。根据磁性物质与超导体(6)之间的磁镜效应，设计在活塞(3)上的强磁铁(5)就会突然获得向下的排斥力，就象内燃机气缸内的混合气体燃烧爆发一样，推动活塞(3)向下运动。在到达下止点后，曲轴(1)连杆(2)在惯性的作用下，又会带动活塞(3)重复上述上行过程，如此循环。该发动机就会在磁性物质与超导体(6)之间的磁镜效应的作用下获得持续的动力输出。在本发明工作中，传感器(13)与蓄电池(15)相连，而蓄电池(15)又和发动机的发电机(16)部分相连。从以上描述本发明的实施过程中可以看到，这种发动机可以象单缸或多缸二冲程发动机一样为我们工作，并且没有通常内燃机在工作中由于进气、压缩、排气的功率损耗，在全程中没有任何功率牺牲，可为我们提供高效的动力输出。在提升发动机的动力输出与零排放的实现以及在节约能源之间没有任何牺牲与妥协。尽管本发明已通过特殊的模型已阐述清楚，但如任何不同的在本发明精神范围外的改变和修正都将不再另行通知。
权利要求
1.低温超导磁发动机，该发动机包括由曲轴箱、气缸与气缸盖组成一个整体的机壳4，和安装在机壳4内的曲轴1连杆2与活塞3，其特征在于在类似于活塞3的位置上安装有一磁性物质5，在类似于气缸盖的位置上安装有一超导体6，超导体6内有电热系统8。
2.根据权利要求1所述的低温超导磁发动机，其特征在于超导体6浸没在制冷液中。
全文摘要
低温超导磁发动机,该发动机包括由曲轴箱、气缸与气缸盖组成一个整体的机壳,和安装在机壳里的曲轴、连杆与活塞,其特点是在活塞上安装一强磁铁,在气缸盖的位置上安装设计有电热系统的超导体。本发明由于用磁场代替了燃油作为发动机的动力能源,并且结构简单,因而在实现零排放、高动力输出与节约能源之间没有任何牺牲与妥协。解决了现有内燃机在工作中必须使用燃油并必定排放有害废气的缺点。
文档编号H02N11/00GK1369958SQ0114300
公开日2002年9月18日 申请日期2001年11月22日 优先权日2001年11月22日
发明者干方飞 申请人:干方飞