專利名稱：能量轉換新方案的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能源領域，特別是涉及幾種永動機方案。
背景技術：
第一類永動機違背能量守恒定律，是永遠不能成功的，而第二類永動機不違背能 量守恒定律，但在理論上是否可行？必須先看看宇宙是如何永動的?，F在流行的宇宙演化學說認為宇宙是在一次大爆炸中產生的，但是這種學說無法 解釋如何使熵再減小的問題。此外，天文學家還發(fā)現不少質疑宇宙大爆炸理論的證據，因 此，大爆炸學說不一定能夠成立。宇宙的“熱寂說”是根據熱力學第二定律提出的，但是熱力學第二定律在有些條件 下也是不成立的。為此，恩格斯曾指出“放射到太空中去的熱一定有可能通過某種途經轉 變?yōu)榱硪环N運動形式，在這種運動形式中，它能夠重新集結和活動起來”。按照對立統(tǒng)一的 規(guī)律也認為宇宙中有放熱的天體，就一定有吸熱的天體；氫和氦能聚變成重元素，重元素 也一定能再分解成氫和氦。如星云在引力作用下會收縮成恒星，其中一部分的引力勢能轉 變成星體自轉和公轉的動能(這就是牛頓想尋找的所謂的第一推動力)，另一部分的引力 勢能轉化成熱能用來加熱恒星，當星體中心的溫度升高到足以引發(fā)核聚變時，氫和氦就會 通過多次核聚變反應逐漸地轉化成重元素，同時產生的熱能主要以電磁波的形式輻射到太 空中去，成為宇宙中放熱的天體；當核燃料耗盡后，大質量的星體就會坍縮成黑洞，由于黑 洞引力強大，連光線都無法逃逸，因而會吸收來自太空中的各種頻率的電磁波，如陽光。這 樣，黑洞就成為了宇宙中吸熱的天體。放熱的恒星與吸熱的黑洞正好構成了宇宙中可以永 動的熱機，使宇宙永遠不會熱寂，這就是宇宙中能量的循環(huán)原理。那么，宇宙中的物質是如何循環(huán)的呢？按照對立統(tǒng)一的規(guī)律認為，黑洞能吸收物 質，就一定能夠輻射物質。英國劍橋大學的史蒂芬.霍金認為，根據量子力學的不確定性原 理，允許粒子的速度超過光速，因此，黑洞也會輻射物質，從黑洞輻射出的這些物質又是組 成星云的主要成分。由于黑洞的半徑很小，因此熱量從黑洞的中心傳播到表面的速度很快， 再加上表面不能輻射電磁波，因而具有“超強絕熱”的性能，據此推測，黑洞的表面的溫度接 近中心的溫度，可以達到幾百億度以上，而且黑洞越大，表面溫度越高，在這樣高溫下，任何 元素都會解體，因此，黑洞表面的物質主要是由質子等基本粒子的氣體組成。根據麥克斯韋 分子運動論，在一定溫度下，粒子可以有不同的動能，因此，有極少數動能比平均動能高得 多的粒子就可以擺脫黑洞強大的引力束縛而逃逸到太空中去，成為宇宙射線。然后宇宙射 線變成星際物質一星云一恒星等，這就是宇宙中的物質的循環(huán)原理。但光線是無法大量逃 出黑洞的，否則黑洞表面的溫度就會下降到質子無法逃逸出黑洞的程度。由于粒子在逃離黑洞的引力場時需要吸收黑洞表面的熱能，而且這些熱能主要又 是由黑洞吸收來自從恒星輻射出來的電磁波，因此，黑洞就相當于宇宙中的吸熱天體。黑 洞越大雖然引力也會越大，但因表面的溫度也相應提高，因此，粒子的蒸發(fā)量也不會怎么下 降。
粒子能夠逃逸引力場原理就是量子力學所說的“隧道效應”。根據動量守恒和動能 守恒定律，極少數動能比平均動能高得多的粒子的動能，一定是通過多次連續(xù)地與動能比 它小的粒子以碰撞的方式吸收來的，這是物質微觀世界中的“能量富集效應”。質量越小的粒子，熱運動速度越快，越容易擺脫引力場，因此，黑洞表面高能的質 子會優(yōu)先地向太空輻射，因此，星云的主要成分是氫。當然，隧道效應和能量富集效應是使 死亡的物質和能量復活的決定因素，宇宙中的能量與物質就是通過這樣的機制往復循環(huán)再 生的。目前商品的熱泵電機每做1焦耳的功，就可以產生5 7焦耳的熱，如果能把這些 產生的低溫差的熱以25%轉換成功，就可以得到25 75%的額外有用功向外輸出，這樣， 就可以把恒溫熱庫(大氣或海水)中的熱轉換為功。但是，一般的熱功轉換裝置由于受到 卡諾循環(huán)的理論效率的限制，實際轉換效率低于20%。即熱不能百分百地轉化成功。是否 有能超過卡諾循環(huán)的理論效率的熱功轉換機制呢？

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供幾種永動機方案，為人類提供無窮無盡的能量。按此目的提供的幾個永動機方案，包括包括方案一、核聚變永動機；二、形狀記憶合金永動機；三、儲氫合金電化學永動機；四、納米單擺永動機；五、納米天線永動機；六、 體積功永動機。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。幾個永動機方案一、核聚變永動機收集宇宙中的氫，通過核聚變產生大量的能 量。這種方案可能是最好的，因為宇宙中到處都是氫，而且氫聚變產生的廢物在宇宙中可以 不斷地再生成氫，但現在可控核聚變還沒有實現。二、形狀記憶合金永動機利用形狀記憶 合金的記憶特性制成的一種熱機，形狀記憶合金熱機溫差只要9°C就可以工作，美國已有十 多項這種熱機獲得專利，據說效率很高。只要把它與熱泵結合起來，如果熱泵消耗1焦耳的 功可釋放7焦耳的熱，如果形狀記憶金屬熱機的熱功轉換效率是20%，就有額外的0. 4焦 耳的動力輸出。三、儲氫合金電化學永動機利用儲氫合金的電化學特性，氫氣與儲氫合金 產生化學反應，生成金屬氫化物，并把化學能直接轉化成電能，如果把這種電化學電池與熱 泵或氣泵結合，利用熱泵加熱或冷卻儲氫合金電極、或利用氣泵加壓或減壓儲氫合金電極， 加熱或減壓時就會釋放出氫氣，并吸收周圍環(huán)境中的熱能，冷卻或加壓時會吸收氫氣，釋放 出電能，就成了一種永動機。現在廣泛使用的的鎳氫電池就是利用儲氫合金的電化學特性 制成的，雖然不能成為永動機，但可為設計永動機提供借鑒。四、納米單擺永動機花粉受到 水分子熱運動的不對稱撞擊會不停的移動，稱布朗運動。有一種是“十”字形的碳納米纖維 (衛(wèi)英主編，《納米材料概論》，北京，化學工業(yè)出版社，2009年8月第一版，第208頁)，只要 切斷“十”上面的一豎，就成“T”字形的，再把T字形的碳納米纖維“一橫”的兩端用帶有滑 動孔的組件固定起來，就可以做一個碳納米單擺，在氣體或液態(tài)分子的不對稱的撞擊下，就 會擺動起來，用像自行車后輪的鏈條輪的納米機械裝置就可以使它單向轉動起來，把氣體 或液體的內能轉變成機械能，為納米機器提供動力。就像自動手表一樣利用人體的運動的能量帶動手表里面的一個擺錘(自動擺陀)擺動，并通過一定的機械裝置給發(fā)條上發(fā)條或 帶動納米發(fā)電機(美國佐治亞州理工學院王中林教授等成功地研制出納米尺度的發(fā)電機。 這一成果發(fā)表在《科學》雜志上)，為將來的納米機器提供電力。五、納米天線永動機微波 是電磁波，可以用天線接收轉化成電能，效率達90%，同樣，太陽光也是電磁波，只是頻率太 高，無法用一般的天線接收，而必須用納米級的天線接收，據此，美國科學家設想利用納米 技術制造許多納米級天線，用來接收太陽光，把太陽光直接轉化成電能，以此做成新型的太 陽能電池，理論效率可以達到90%。我們知道，任何溫度下的物質都會輻射電磁波，稱“黑 體輻射”。室溫下每平方米物質輻射功率約400瓦，如果能夠研制成功能接收黑體輻射的納 米天線，就可以把到處都有的黑體輻射轉化成電能。六、體積功永動機卡諾循環(huán)的理論效 率是熱機效率的極限，導致熱機不能將熱百 分之百地轉換成功的原因是大量分子的熱運動 不是朝著一個方向的有序運動，而是朝著四面八方進行著無序的運動。但體積功熱機的熱 功轉換效率有可能會打破卡諾循環(huán)的效率限制的，可以制成體積功永動機。貯氫合金能夠 吸收大量的氫氣，這些氫氣的分子受到晶格分子間的引力的吸引，就會插進晶格的分子的 間隙里面，就像塞子塞進物體的縫隙一樣，使晶格的體積膨脹了，貯氫合金在吸飽氫氣時體 積大約膨脹了 24%，在沒有限制體積膨脹時，分子間的引力的結合能以熱能的形式釋放出 來，如果這些膨脹受到限制，分子間的引力的結合能將以體積功的形式向外做功，把微觀的 分子間的引力能轉換成宏觀的可以利用的功。由于分子間的引力的結合能的能量不是分子 朝著四面八方進行著無序運動的能量，因此，體積功的熱功轉換效率在理論上可以達到百 分之百，而且熱功轉換效率與溫差無關。 體積功永動機工作時，先利用熱泵降溫，貯氫合金纖維就會吸收氫氣，體積就會膨 脹，推動活塞向外位移，加熱時，貯氫合金就會釋放氫氣，體積縮小，活塞復位。
權利要求
幾種永動機方案，包括核聚變永動機、形狀記憶合金永動機、儲氫合金電化學永動機、納米單擺永動機、納米天線永動機、體積功永動機。
2 根據權利要求1所述的幾種永動機方案，其特征是所述的核聚變永動機是收集宇宙 中的氫，通過核聚變產生能量。
3.根據權利要求1所述的幾種永動機方案，其特征是所述的形狀記憶合金永動機是利 用形狀記憶合金的記憶特性結合熱泵制成的。
4.根據權利要求1所述的幾種永動機方案，其特征是所述的儲氫合金電化學永動機是 利用儲氫合金的電化學特性與熱泵或氣泵結合，把化學能直接轉化成電能。
5.根據權利要求1所述的幾種永動機方案，其特征是所述的納米單擺永動機是利用納 米級碳纖維制成的碳納米單擺，把分子的無序熱運動的分子動能轉換成單向 >有序的功。
6.根據權利要求1所述的幾種永動機方案，其特征是所述的納米天線永動機是利用納 米級天線接收周圍環(huán)境中的黑體輻射，把黑體輻射的電磁波直接轉變成電能。
7.根據權利要求1所述的幾種永動機方案，其特征是所述的體積功永動機是利用貯 氫合金吸收氫氣時使晶格的體積膨脹了，分子間的引力的結合能將以體積功的形式向外做 功。
全文摘要
本發(fā)明涉及能源領域，特別涉及幾種永動機方案，包括方案一、核聚變永動機；二、形狀記憶合金永動機；三、儲氫合金電化學永動機；四、納米單擺永動機；五、納米天線永動機；六、體積功永動機。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠為人類提供無窮無盡的能量。
文檔編號H02N11/00GK101877562SQ201010200260
公開日2010年11月3日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權日2010年5月31日
發(fā)明者黃必錄 申請人:黃必錄