專利名稱：效率趨向100%的微觀有序無熱發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于汽車、飛機(jī)、輪船、發(fā)電機(jī)、火車等的非熱引擎，是以汽油、柴油、燃?xì)狻?、原子核能、煤碳、電力、新型燃料、材料等為燃料的發(fā)動機(jī)，屬信息調(diào)控的新的材料、機(jī)械、化學(xué)、化工、物理化學(xué)、生物非熱、無熱、低熱微觀有序動力機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)都是以產(chǎn)熱的形式將其它能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動力機(jī)器。由于其使用的能量轉(zhuǎn)換原理還是依賴處于原始狀態(tài)的劇烈氧化反應(yīng)的燃燒，因此，必然有大部分能量3/4、75％以熱能(微觀粒子的無序運(yùn)動)的形式損失，浪費(fèi)掉，只有小部分能做有用功1/4。故其效率奇低，現(xiàn)有發(fā)動機(jī)實(shí)際熱效率≤25％、1/4，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其應(yīng)有的＜＜100％，就是明證。其大部3/4能源被浪費(fèi)，并加熱污染了環(huán)境。其工作效率的評價方式，也只是用“熱”效率ηt＝A/Q1＝(Q1-Q2)/Q1或ηc＝(T1-T2)/T1＜＜1/3其中，T是溫度，Q是熱量。而不是直接用“效率”η＝A/E→1＝100％A是系統(tǒng)所做的功，E是系統(tǒng)總能量，或用有序信息式效率公式η＝q/(q+P)＝(1-P)/(q+P)＝qq是有序度、概率，P是無序度、混亂度，q+P＝1(歸一化條件，或信息守恒律Σn1＝N)。
傳統(tǒng)產(chǎn)熱式的發(fā)動機(jī)，能耗大效率低，其熱效率極限是1/3、limηt≤33.33％。屬三維無序熱式發(fā)動機(jī)。見鄧宇等1994年中國工程熱物理學(xué)會寧波年會的匯編“‘熱效率趨向1的能量利用新途徑I.從無序到有序’；‘II.量子化內(nèi)能的分解’”；“信息守恒律”，原創(chuàng)夢www.oridream.com，數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2000年，13(1)88-89；數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2002年，15(4)369-371；測不準(zhǔn)關(guān)系的悖論；鄧宇等的“信息的新實(shí)質(zhì)定義信息是事物現(xiàn)象屬性標(biāo)識、標(biāo)示、描記的集合”。這也是期望值巨高的“陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)”流產(chǎn)的根本原因。渦輪發(fā)動機(jī)是準(zhǔn)多級發(fā)動機(jī)熱效率極限最高也就到1/2、≤50％。無熱、非熱、低熱，微觀有序發(fā)動機(jī)，才是高效率低消耗的，效率趨向1(100％)的未來環(huán)保節(jié)能發(fā)動機(jī)。
生物——動物的人力、獸力機(jī)效率高過熱機(jī)。生物肌肉的化學(xué)主能量使肌肉產(chǎn)生長軸X方向的收縮或舒張，做功，而橫向Y、Z軸向肌肉的變形運(yùn)動較小。使其生物化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的效率較高＞50％，產(chǎn)熱大為減少，溫度不高。其微觀肌肉分子的運(yùn)動是準(zhǔn)有序的，混亂度較小。
記憶合金發(fā)動機(jī)利用合金在不同溫度時，對原形狀的記憶變形而制成的發(fā)動機(jī)，其能耗最多只是溫差的維持，效率較高。目前條件下，該設(shè)備體積不很大，只是實(shí)驗(yàn)室階段樣品，馬力不很強(qiáng)勁。
陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)是發(fā)達(dá)及眾多國家斥巨資、眾人、巨物研究，呼聲最大，最時髦、成功希望最大，期望值最高，但是，最后最悄無聲息，最不了了之的“朝陽”技術(shù)。是個最失敗的前沿科學(xué)，最另人失望，前后反差極大的前途朝陽項(xiàng)目。是方向性、基礎(chǔ)性錯覺，是對自然規(guī)律知之不深，所痛交的正常的巨額學(xué)費(fèi)。陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)，是依據(jù)前人有偏的熱力學(xué)經(jīng)驗(yàn)“熱效率公式ηc＝(T1-T2)/T1”的誤導(dǎo)所致。與熱寂、熱素、燃素說類似，不足為奇。傳統(tǒng)熱效率的經(jīng)驗(yàn)表面式?jīng)]能觸及熱機(jī)本質(zhì)統(tǒng)計(jì)物理。雖然，前輩偉人已經(jīng)揭示了熱本質(zhì)微觀粒子的無序運(yùn)動，知道了熱能做功，卻忽略了熱——微觀無序運(yùn)動也能耗功、耗能，內(nèi)耗。錯看重了溫度T，T1和T2，忽視了引發(fā)T和熱Q的內(nèi)在根源是“粒子的無序運(yùn)動——信息”！因此，有了我們新的信息化的熱效率公式η＝q/(q+P)。熱——無序運(yùn)動已經(jīng)產(chǎn)生后就沒有辦法再降能耗提效率無序變有序。熱—產(chǎn)生熱效率界限1/3也就確定了，與絕熱、不絕熱已經(jīng)無關(guān)！先天就決定了熱式發(fā)動機(jī)T2/T1＞＞2/3，效率無法再提高。絕熱不是關(guān)鍵，關(guān)鍵的是“是否產(chǎn)熱”，既發(fā)動機(jī)中微觀粒子運(yùn)動的有序程度。微觀運(yùn)動有序，宏觀有序做功效率才會高，浪費(fèi)才會少。即將要產(chǎn)的無序熱的潛能成有序運(yùn)動，效率才能提高。
陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)失敗的原因是受基礎(chǔ)理論導(dǎo)向局限。由傳統(tǒng)熱力學(xué)知效率ηt＝A/Q1＝(Q1-Q2)/Q1？ηc＝(T1-T2)/T1？ηtre≤(Tmax-Tmin)/Tmax經(jīng)驗(yàn)公式。只要熱被產(chǎn)生微觀無序運(yùn)動就成為現(xiàn)實(shí)，就肯定會有2/3的能量以熱的形式浪費(fèi)掉，只有最多1/3能量能在X軸方向做功，最高效率只有前述的1/3，而實(shí)際應(yīng)用中還遠(yuǎn)達(dá)不到1/3，η＜＜1/3。效率的本質(zhì)公式應(yīng)是有序度η＝q/(q+P)＝(1-P)/(q+P)＝q，q+P＝1信息狀況。熱機(jī)的有序度q＝1/3，效率只有η＝q/(q+P)＝(1/3)/1＝1/3。有序無熱發(fā)動機(jī)的有序度q→1，效率η＝q/(q+P)＝1/1＝100％。
熱式發(fā)動機(jī)，當(dāng)熱已經(jīng)產(chǎn)生時，就是微觀粒子的無序運(yùn)動已經(jīng)產(chǎn)生，Q1/Q2＝T1/T2＝常數(shù)-\→1(100％)，Q2＜＜Q1或T2＜＜T1，3Q2≤Q1，3T2≤T1。Q1/Q2＝T1/T2＝常數(shù)≤3/2-\→Q1或T1，常數(shù)已經(jīng)確定，混亂已經(jīng)產(chǎn)生！再回有序很難，幾乎不可能。Q2/Q1＝T2/T1-\→1，Q2-\→Q1，T2-\→T1。熱產(chǎn)生后再絕熱已經(jīng)沒用，Q2，T2已不可能減少更不可能趨向0，Q2，T2-\→0。“熱”效率無法提高。其運(yùn)動方向各向遍歷，平均可歸結(jié)為3個相互垂直方向的運(yùn)動，其中一個方向X軸可以做功，另兩方向Y和Z軸運(yùn)動產(chǎn)熱，無用排出。
當(dāng)傳統(tǒng)熱式發(fā)動機(jī)中，氧化反應(yīng)發(fā)生時，粒子的運(yùn)動已經(jīng)是全面混亂，由于有反應(yīng)室的體積限制，該全面混亂的粒子無序運(yùn)動，平均歸結(jié)為X，Y，Z三個軸向的三方向的集中作用，再推動某一方向如X軸的活塞做準(zhǔn)有序X方向運(yùn)動，從而能夠使宏觀發(fā)動機(jī)整體做準(zhǔn)有序運(yùn)動。故X方向所做的準(zhǔn)有序功只是X，Y，Z三方向總能力之一，即1/3。當(dāng)然，效率最多也就33.33％、1/3。其他兩方向的準(zhǔn)有序運(yùn)動2/3(無序能)只好以熱的形式浪費(fèi)掉。這是傳統(tǒng)無序熱式發(fā)動機(jī)的病結(jié)。
傳統(tǒng)熱機(jī)做功的原理是燃料分子與氧氣在燃燒室中發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生熱膨脹的氣壓推動活塞在X軸方向做準(zhǔn)有序運(yùn)動，…。即把微觀無序的粒子運(yùn)動管束起來變成宏觀準(zhǔn)有序做功。而燃燒室中粒子的運(yùn)動在三維空間的燃室中是隨意無規(guī)的。物理學(xué)中這無規(guī)運(yùn)動粒子可被平均分為，三個方向，即X，Y，Z三軸。其各軸向的能量EX＝EY＝EZ＝(1/3)E，有序度1/3，E＝EX+EY+EZX軸向做功W＝EX＝(1/3)E故熱機(jī)效率極限limη＝W/E＝1/3≈33.33％＜＜100％。實(shí)際熱機(jī)效率，既現(xiàn)在的汽車發(fā)動機(jī)效率連1/3都到不了，頂多只有25％、1/4。傳統(tǒng)熱機(jī)效率的極限1/3。熱式發(fā)動機(jī)實(shí)際是多維發(fā)動機(jī)，平均后三維發(fā)動機(jī)。多缸發(fā)動機(jī)，渦輪發(fā)動機(jī)都屬于這類。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有熱式發(fā)動機(jī)能耗高效率低的弊病，改變傳統(tǒng)熱式發(fā)動機(jī)的思維舊模式。本原始非熱發(fā)動機(jī)發(fā)明思想注重提高發(fā)動機(jī)微觀粒子運(yùn)動的有序性，使原本混亂無序效率低下三維N個方向運(yùn)動的微觀粒子受控有序一維高效運(yùn)動，增加X軸一個或只二、三個方向運(yùn)動的粒子數(shù)nx，減少消除其他方向運(yùn)動的粒子數(shù)ny，nz，N＝nx+ny+nz＝3nx，使X軸向做功能力提高3倍(N倍)。在微觀上控制燃料分子，在燃燒室中的排列方向，及氧化反應(yīng)運(yùn)動方向。就象有序的激光器。
本初始發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是使發(fā)動機(jī)中粒子的運(yùn)動有序一致。即由原來微觀無序三維運(yùn)動的粒子，改成一維或二維有序運(yùn)動的分子發(fā)動機(jī)、單分子發(fā)動機(jī)、微發(fā)動機(jī)、一維發(fā)動機(jī)，有序發(fā)動機(jī)，直線、線性發(fā)動機(jī)等。
電磁特性或物理化學(xué)吸附材料、吸著劑控制燃料分子有序排列。氧化反應(yīng)時粒子有序一維運(yùn)動。使原來N個能量子只有最多1/3可做宏觀準(zhǔn)有序功，增加至少3倍，效率提高，能量浪費(fèi)減少。
單層分子發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)內(nèi)某一平面有序涂附吸附材料使燃料分子有序吸附在機(jī)壁上一層，反應(yīng)后推動微活塞同一方向運(yùn)動。單分子有序發(fā)動機(jī)，單鏈分子發(fā)動機(jī)，單層發(fā)動機(jī)，化學(xué)或微化學(xué)發(fā)動機(jī)等。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是以氫氣為燃料的一維有序分子發(fā)動機(jī)。
圖2是以甲烷為燃料的二維有序化學(xué)發(fā)動機(jī)。
圖中，1.是反應(yīng)、燃燒室；2.是活塞或動力牽引物；3.是聯(lián)結(jié)物或吸附、吸著鍵。
具體實(shí)施例方式
圖1用氫氣H2做燃料的分子發(fā)動機(jī)。氫氣H2或氧氣O2在反應(yīng)室1的電磁場或吸附、吸著劑3或牽引聯(lián)結(jié)、聯(lián)系物等的控制下，有序一維排列，再氧化反應(yīng)推動或牽動活塞—牽引件做微觀一維有序功，示意關(guān)系如下做有序一維功H2O←O2+H-H+O-O-→H2O→做有序一維直線功H2的線性一維反應(yīng)宏觀做功Wx。有序氫H2線性一維燃燒，所有反應(yīng)組中的氫、氧分子H與H，O-O180°反向分離，一維做功。水H2O生成。
WX←H-H+O-O+H-H→WX即一維分子發(fā)動機(jī)、化學(xué)發(fā)動機(jī)、直線發(fā)動機(jī)、線性微發(fā)動機(jī)等。避免了粒子的混亂運(yùn)動，該有序化學(xué)發(fā)動機(jī)的做功效率趨向100％。
圖2用甲烷CH4的二維2方向分子做有序功，在化學(xué)反應(yīng)器、燃燒室1中的燃料分子受有序調(diào)控件的作用，3所指示的有序排列，并與O2發(fā)生反應(yīng)放能，放能方向受控有序二維X、Y軸排列，推動或牽掣活塞或傳動件2在X和Y兩方向有序運(yùn)動做功，簡示如下
C2H6，C2H4，C2H2及部分長鏈分子R-CH3，R-CH2，烷、烯、炔，碳水化合物等不同化學(xué)發(fā)動機(jī)燃料，分子發(fā)動機(jī)簡示如下 單層、單鏈，或復(fù)層、復(fù)鏈化學(xué)、或物理化學(xué)發(fā)動機(jī)象生物肌肉的取能用能較高效的做功方式。多個微單分子微觀有序發(fā)動機(jī)組成有序發(fā)動機(jī)集團(tuán)，共同做宏觀有序高效功。
權(quán)利要求
1.一種效率趨向100％的微觀有序無熱發(fā)動機(jī)，分子燃料、氧化劑、燃燒室、活塞，其特征是燃燒室中微觀粒子的運(yùn)動是有序的，該方向有序運(yùn)動的粒子數(shù)超過總體的1/4、或1/3，非熱發(fā)動機(jī)，效率公式η＝q/(q+P)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的效率趨向100％的微觀有序無熱發(fā)動機(jī)，其特征是微觀粒子是一維運(yùn)動的，且粒子數(shù)遠(yuǎn)超過1/4、或1/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的效率趨向100％的微觀有序無熱發(fā)動機(jī)，其特征是微觀二維、或三維運(yùn)動的粒子只有二或三個方向運(yùn)動，各方向粒子數(shù)超過1/4，或1/3
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的效率趨向100％的微觀有序無熱發(fā)動機(jī)，其特征是燃料分子有序度用電磁或物理化學(xué)吸附、吸著劑調(diào)控，開關(guān)。
全文摘要
效率趨向100％的微觀有序無熱發(fā)動機(jī)，是改變他人思維方式和觀念的非熱、微觀燃料粒子有序一維運(yùn)動的發(fā)動機(jī)。它徹底改變了傳統(tǒng)熱機(jī)微觀粒子無序三維運(yùn)動，宏觀再取其中一維的＜＜1/3的準(zhǔn)有序運(yùn)動做功，效率極限1/3，即遠(yuǎn)小于33.33％的低效率發(fā)動機(jī)，包括“陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)”的熱力學(xué)原理和機(jī)制，動搖了熱式發(fā)動機(jī)的思想根基熱效率公式，即試圖在宏觀產(chǎn)熱后再宏觀控?zé)岬牟煌ㄖ贰Ｊ乖瓉砹Ｗ游⒂^三維無序混亂的運(yùn)動，并成一維有序高效運(yùn)動，使該方向運(yùn)動粒子及做有序功增加3倍，微觀－宏觀運(yùn)動方向一維一致統(tǒng)一的非熱發(fā)動機(jī)。如分子發(fā)動機(jī)、一維發(fā)動機(jī)，單分子發(fā)動機(jī)，微發(fā)動機(jī)，有序發(fā)動機(jī)，化學(xué)、物理化學(xué)發(fā)動機(jī)等。
文檔編號F03G7/00GK1590758SQ0215915
公開日2005年3月9日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者鄧宇 申請人:鄧宇