发明领域 本发明涉及一种热机。 发明的背景 热机是内燃机的一种替换发动机。过去已研制出各种结构的热 机。尽管热机比内燃机具有潜在的较高的热力学效率，但是迄今仅在 有限的场合应用，其原因有多个，包括结构复杂、输出马力/重量比小、 起动困难。 本发明概述 按照本发明，公开了一种改进结构的热机。在一个实施例中，热 机由轻型金属薄板制成，采用多个一个套在另一个内的圆筒形容器构 成移位器(displacer)、燃烧室和冷却室，并在加热室与冷却室之间 形成气流通道，这就制得了坚固耐用且轻型的结构。 在另一个实施例中，热机设有被偏压在第一位置上的动力活塞。 活塞偏压在第一位置有几个好处，首先，只要动力活塞受到偏压而最 初处在冷却室位置，热机就可以自起动。第二个好处是，由于采用电 力构件例如电磁线圈、电磁铁等(最好是磁性驱动件例如电磁铁)来 驱动移位器(最好是根据动力活塞的位置驱动移位器)，故不需要动 力活塞与移位器之间的复杂的机械连接，从而简化了热机的结构。再 者，由于采用了电连接，故可调节移位器与动力活塞之间的相位角。 本发明的热机可与燃料源(例如罐装煤气)、线性发电机和电控 光发射装置相组合构成一种闪光灯或其他轻便型光源。显然，由于本 发明的结构简单，热机以及线性发电机可分别按比例扩大或缩小而产 生较大量或较小量的动力。因此，在另一个实施例中，热机与线性发 电机和燃料源一起用作一种发电机。还要明白，若将线性发电机与电 源(例如标准的电输出端)相连接，便可利用来自电网的电使线性发 电机像电动机一样运行，从而使动力活塞有效地驱动移位器。在这种 情况下，热机可用作一种制冷机或深冷的冷却器。在这种实施例中， 热机的加热室和冷却室实际上是颠倒的，且不需要燃烧室。 按照本发明的一个方面，提供一种热机，它具有：一个具有沿纵 向延伸的外壁和沿纵向隔开的第一和第二端部的外容器，上述的外壁 围成一个外腔室；一个与上述外容器隔开并具有一个由金属薄板制成 的沿纵向延伸且围成一个具有沿纵向隔开的第一和第二端部的内腔室 的内壁的内容器，上述的沿纵向延伸的内壁具有沿纵向互相隔开的端 部，当热机工作时，上述腔室的第一端部的温度与其第二端部不相同， 内腔室的第一和第二端部由流体通道保持流体连通状态，内腔室的第 一和第二端部和通道构成一个当热机工作时工作流体可在其内部循环 流通的密封区；多个沿纵向隔开安置的并处在内、外容器之间的定位 件；一个可移动地安装在内腔室内的移位器；和一个可移动地安装在 内腔室内的活塞。 按照本发明的另一方面，提出一种热机，它具有：互相隔开并沿 纵向延伸的内壁和外壁，该内壁和外壁分别是薄壁结构，内壁围成一 个腔室，内壁和外壁分别具有沿纵向隔开的第一和第二端部，当热机 工作时，上述第一端部的温度与第二端部不相同，第一和第二端部由 通道保持流体连通状态，第一和第二端部以及通道构成一个在未装置 运行时工作流体可在其内部循环流通的密封区；一个可移动地安装在 上述腔室内之第一与第二端部之间并可在第一位置与第二位置之间移 动的移位器；一个可移动地安装在第二端部并可在第一位置与第二位 置之间移动的活塞；和多个用于保持内壁两端的空间结构完整性的支 承件。 按照本发明的再一方面，提出一种热机，它具有：一个外容器装 置；一个置于上述外容器装置之内的薄壁内容器装置，该内容器装置 具有沿纵向互相隔开的第一和第二端部；用于连接上述第一和第二端 部使之呈流体连通状态的流体管道装置；多个用于使内、外容器装置 保持空间稳定性的定位装置；一个可移动地安装在内容器装置内的移 位器装置；和一个可移动地安装在内容器装置内的活塞装置。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：互相隔开的沿 纵向延伸的内壁和外壁，该内、外壁各自具有内表面和外表面，内壁 围成一个腔室，内、外壁分别具有沿纵向互相隔开的第一和第二端部， 当热机工作时，第一端部的温度与第二端部是不相同的，第一和第二 端部由通道保持流体连通状态；第一和第二端以及上述通道构成一个 当热机工作时工作流体可在其内部循流通的密封区；一个可移动地安 装在上述腔室内的第一与第二端部之间并可在第一位置与第二位置之 间移动的移位器；一个可移动地安装在第二端部并可在第一位置与第 二位置之间移动的活塞；和一个安装在外壁的外表面的某个部位上的 热交换器，该热交换器具有至少一个环绕外壁并具有第一和第二相对 的面的散热片，该散热片做成可让流体通过。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：一个具有一个 沿纵向延伸的外壁的外部件，上述外壁具有外表面和沿纵向互相隔的 第一和第二端部，并围成一个腔室；一个与上述外部件隔开并具有一 个沿纵向延伸且围成一个具有沿纵向隔开的第一和第二端部的内腔室 的内壁的内部件，上述的沿纵向延伸的内壁具有沿纵向互相隔开的第 一和第二端部，当热机工作时，上述腔室的第一端部的温度与第二端 部是不相同的，内腔室的第一和第二端部由通道保持流体连通状态， 内腔室的第一和第二端部和上述通道构成一个当热机工作时工作流体 在其内部循环流通的密封区；一个可移动地安装在内腔室内的移位 器；一个可移动地安装在内腔室内的活塞；和多个安装在外壁的外表 面的某一部位上并沿纵向隔开的用于冷却外表面的散热片，该散热片 具有第一和第二相对的面，至少有一部分散热片具有多个孔道，因此， 当冷却流体冷却上述散热片时，可流过这些孔道。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：一个具有外表 面的外容器装置；一个具有沿纵向延伸的轴线并置于上述外容器装置 之内部的内容器装置，该内容器装置具有沿纵向隔开的第一和第二端 部；用于连接上述第一和第二端部使之呈流体连通状态的流体管道装 置；安装在上述外容器装置的外表面上用于产生流过热交换装置的冷 却流体流并至少冷却外容器装置之一部分的热交换装置；可移动地安 装在上述内容器内的移位器装置；和可移动地安装在上述内容器内的 活塞装置。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：互相隔开且 沿纵向延伸的内壁和外壁，该内、外壁各自具有内表面和外表面，内 壁围成一个腔室，内、外壁分别具有沿纵向互相隔开的第一和第二端 部，当热机工作时，第一端部的温度与第二端部是不相同的，第一和 第二端部由通道保持流体连通状态，上述的第一和第二端部和上述通 道构成一个当热机工作时工作流体可在其内部循环流动的密封区；一 个安装在腔室内的第一和第二端部之间并可在第一位置与第二位置之 间移动的移位器；一个可移动地安装在第二端部并可在第一位置与第 二位置之间移动的活塞；和一个安装在工作流体流过的密封区内的某 一部位的热交换器，该热交换器具有至少一个环绕内壁延伸并具有第 一和第二相对的面的散热片，该散热片做成可导引工作流体流过以加 强工作流体与热交换器之间的热传导。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：一个包含沿 纵向延伸的外壁的外部件，上述外壁具有外表面和沿纵向隔开的第一 和第二端部，该外壁围成一个外腔室；一个与上述外部件隔开并具有 一个沿纵向延伸的内壁的内部件。上述内壁围成一个具有沿纵向互相 隔开的第一和第二端部的内腔室，上述的沿纵向延伸的内壁具有沿纵 向互相隔开的第一和第二端部，当热机工作时，上述腔室的第一端部 的温度与第二端部是不相同的，内腔室的第一和第二端部由通道保持 液体连通状态，内腔室的第一和第二端部以及上述通道构成一个密封 区；一个可移动地安装在内腔室内的移位器；一个可移动地安装在内 腔室内的活塞；和多个安装在内壁的某一部位并沿纵向互相隔开的用 于在流体与内壁之间传热的部件，该互相隔开的的部件具有第一和第 二相对的面，至少有一部分互相隔开的部件具有多个孔道，因此，当 流体与互相隔开的部件之间传递热量时，流体流过上述的孔道。 按照本发明的又一方面，提出一种工作流体可在其内部循环流通 的热机，该热机具有：一个具有外表面的外容器装置，一个具有沿纵 向延伸的轴线并置于上述外容器装置内的内容器装置，该内容器装置 具有沿纵向互相隔开的第一和第二端部；一个用于连接第一和第二端 部使之保持流体连通状态的流体管道装置；一个具有机械地安装在它 上面的散热片的热交换装置，上述散热片可与工作流体相接触并有助 于热机与工作流体之间的传热；一个可移动地安装在内容器内的移位 器装置；和一个可移动地安装在内容器内的活塞装置。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：互相隔开并沿 纵向延伸的内壁和外壁，该内、外壁各自具有内表面和外表面，内壁 围成一个腔室，内、外壁分别具有沿纵向互相隔开的第一和第二端部， 当热机工作时，第一端部的温度与第二端部是不相同的，第一和第一 端部由通道保持流体连通状态，第一和第二端部以及上述的通道构成 一个密封区；和一个安装在内、外壁之一的某一部位上的热交换器， 该热交换器具有至少一个环绕上述壁的某一部位延伸并具有第一和第 二相对的面和多个主导向件的散热片，该散热片的结构和排列可产生 流过散热片的主流体流，和流过主导向件的次级流体流，从而加强流 体与热交换器之间的热传导。 按照本发明的又一方面，提出一种可安装在位于第一和第二壁之 间的流体通道内的热交换器，上述的壁具有一个第一端部和一个隔开 的第二端部，上述的热交换器具有至少一个安装在第一与第二壁之间 的散热片，该至少一个散热片具有第一和第二相对的面和多个主导向 件，上述的至少一个散热片的结构和排列可在流体从第一端部流过通 道到达第二端部时产生流过上述的至少一个散热片的主流体流并产生 流过主导向件的次级流体流，从而加强流体与上述的至少一个散热片 之间的热传导。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：一个带有外表 面的外容器装置；一个具有沿纵向延伸的轴线并置于上述外容器装置 内的内容器装置，该内容器装置具有沿纵向互相隔开的第一和和第二 端部；用于连接第一和第二端部使之保持流体连通状态的流体管道装 置；和安装在至少一个容器上并具有散热片的热交换装置，上述的散 热片具有第一和第二相对的面，还具有用于在流体从第一端部流到第 二端部时产生流过散热片的主流体流的第一导向件以及用于产生流过 至少一部分第一导向件的次级流体流的第二导向件，从而加强流体与 热交换器之间的热传导。 按照本发明的又一方面，提出一种可安装在位于第一与第二壁之 间的流体通道内的热交换器，上述的壁具有第一端部和与第一端部隔 开的第二端部，上述的热交换器包含具有第一和第二相对的面的散热 片，该散热片还具有用于在流体从第一端部流到第二端部时产生流过 散热片的主流体流的第一导向件和用于产生流过至少一部分第一导向 件的次级流体流的第二导向件，从而加强流体与热交换器之间的热传 导。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：一个沿纵向延 伸的外壁；一个沿纵向延伸并与上述外壁隔开以限定第一通道的内 壁，上述的内、外壁分别具有内表面和外表面，内壁围成一个腔室， 内、外壁分别具有沿纵向隔开的第一和第二端部；一个安装在第一端 部并与内壁隔开以限定第二通道的热源，第一与第二端部由上述第一 和第二通道保持流体连通状态，上述第一和第二端部以及上述第一和 第二通道构成工作流体可在其内部循环流通的密封区；一个可移动地 安装在上述腔室内的移位器；一个可移动地安装在第二端部的活塞； 一个安装在第一通道内的第一热交换器，该热交换器具有至少一个带 有第一和第二相对的面的散热片，该散热片的结构做成可在工作流体 流过第一热交换时导引流体方面以加强工作流体与第一热交换器之间 的热传导；和一个安装在第二通道内的第二热交换器，该热交换器具 有至少一个带有第一和第二相对的面的散热片，该散热片的结构做成 可在工作流体流过第二热交换器时导引流体方向以加强工作流体与第 二热交换器之间的热传导。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：一个限定一 个当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述 密封区具有第一和第二部分，当热机工作时，第一部分的温度与第二 部分是不相同的，第一和第二部分由工作流体通道保持流体连通状 态；一个可移动地安装在密封区内的移位器；一个可移动地安装在密 封区内的活塞；一个用来对密封区的第一和第二部分之一供热的燃烧 室；和一个热交换器，该热交换器具有一条向燃烧室提供燃烧空气的 燃烧空气通道和一条用于从燃烧室排出废气的废气通道，在热交换器 内包含工作流体通道的一部分，燃烧空气通道的一部分与废气通道的 一部分保持热联系，工作流体通道的一部分与废气通道的一部分保持 热联系，上述通道中的至少一个通道具有带第一和第二相对的面的散 热片，该散热片的结构做成可导引流体通过第二热交换器以加强流体 与热交换器之间的热传导。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：一个用于限 定一个当热机工作时对工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器 装置，该密封区具有第一和第二部分，当热机工作时，第一部分的温 度与第二部分是不相同的；用于提供加热第一部分的热废气的燃烧装 置；用于向燃烧装置提供待燃空气的燃烧空气管道装置；用于连接第 一和第二部分使之保持流体连通状态的流体管道装置；用于从燃烧装 置排出废气的废气管道装置；和具有用来在废气与待燃烧空气和工作 流体中至少一个之间传热的用散热装置的热交换装置。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：一个限定一个 当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述密 封区具有一个加热室和一个冷却室，该加热室和冷却室由工作流体通 道保持流体连通状态；一个与加热室保持热联系的燃烧室；一个可移 动地安装在密封区内的移位器；一个可移动地安装在密封区内的活 塞；至少一个具有第一和第二相对的面并设置在冷却室外部的散热 片；和一个具有可向燃烧室提供待燃空气的燃烧空气通道的热交换 器，至少一部分上述的散热片安置在热交换器内，以便将从冷却室回 收的热量用于预热待燃烧的空气。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：具有第一和 第二部分的容器装置；用于连接第一和第二部分使之保持流体连通的 流体管道装置，当热机工作时，第一部分的温度比第二部分的高；用 于接收燃烧空气并对第一部分提供热量的燃烧装置；和用于从容器装 置的第二部分向待燃烧的空气传热的热交换装置，该热交换装置具有 设置在其内部的散热装置。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：具有第一和 第二部分的容器装置；用于连接第一和第二部分使之保持流体连通状 态的流体管道装置，当热机工作时，第一部分的温度比第二部分的高； 用于接收燃烧空气并对第一部分供给热量的燃烧装置；一个用于从容 器的第二部分向待燃烧的空气传递热量的热交换装置；和一个用于在 热交换装置内产生强制对流的风扇装置。 按照本发明的又一方面，提出一种热机，它具有：沿纵向延伸的 互相隔开的内壁和外壁，内、外壁各自具有内表面和外表面，内壁围 成一个腔室，内、外壁分别具有沿纵向互相隔开的第一和第二端部。 当热机工作时，第一端部的温度与第二端部是不相同的，第一和第二 端部由通道保持流体连通状态，第一和第二端部以及上述通道构成一 个当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区；一个可移动 地安装在密封区内第一与第二端部之间并可在第一位置与第二位置之 间移动的移位器；一个可移动地安装在第二端部可在第一位置与第二 位置之间移动的活塞；一个具有侧壁并安装用来对内壁的第一端部供 热的燃烧室壳体；和至少一个安装在燃烧室内的散热片，该至少一个 散热片具有第一和第二相对的面，其结构做成可导引燃烧气体流过它 以加强燃烧气体与燃烧室壳体之间的热传导。 按照本发明的又一方面，还提出一种热机，它具有：一个限定一 个当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，上述 密封区具有第一部分和第二部分，当热机工作时，第一端部的温度与 第二端部是不相同的，第一与第二部分由工作流体通道保持流体连通 状态；一个可移动地安装在密封区内的移位器；一个可移动地安装在 密封区内的活塞；一个用来对密封区的第一和第二部分之一供热的燃 烧室壳体；和一个安装在燃烧室壳体内的热交换器，该热交换器具有 多个带有第一和第二相对的面的散热片，该散热片的结构做成可导引 燃气流过热交换器以加强燃气与热交换器之间的热传导。 按照本发明，还提出一种工作流体可在其内部循环流通的热机， 该热机具有：限定一个当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的 密封区的容器装置，所述的密封区具有第一和第二部分，当热机工作 时，第一部分的温度与第二部分是不相同的；用于提供加热第一部分 的燃气的燃烧装置；和具有安装在其内部的散热片的热交换装置，上 述的散热片与燃气相接触并有助于燃气与工作流体之间的热传导。 按照本发明，还提出一种热机，它具有：一个限定一个当本装置 运行时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，该密封区具有 互相隔开的并由工作流体通道保持流体连通的第一和第二端部，当本 装置运行时，第一端部的温度与第二端部是不相同的；一个可移动地 安装在密封区内第一端部与第二端之间并可在第一位置与第二位置之 间移动的移位器；一个可移动地安装在第二端部并可在第一位置与第 二位置之间移动的活塞；和一个具有至少一个形成多个带有与其相连 接的百叶窗的开口的部件的热交换器，所述百叶窗的结构和排列可在 流体流过热交换器时使至少一部分流体流过上述开口而形成涡流。 按照本发明，还提出一种热机，它具有：一个限定一个当本装置 运行时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述密封区具 有互相隔开的由工作流体通道保持流体连通的第一和第二端部，当本 装置工作时，第一端部的温度与第二端部是不相同的；一个可移动地 安装在密封区内的第一与第二端部之间并可在第一位置与第二位置之 间移动的移位器；一个可移动地安装在第二端部并可在第一位置与第 二位置之间移动的活塞；和一个具有至少一个带有第一和和第二相对 的面和多个带有与其相连接的百叶窗的开口的部件的热交换器，所述 百叶窗的结构和排列可使一部分流过热交换器的流体从第一相对的面 通过至少一部分开口流到第二相对的面，然后从第二相对的面通过至 少一部分开口流到第一相对的面。 按照本发明的又一方面，提出一种装置，它具有：一个限定一个 当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述密 封区具有一个第一室和一个第二室，该第一和第二室由工作流体通道 保持流体连通；一个由与第一室保持热联系的热源或受热器构成的传 热件；一个可移动地安装在上述密封区内并在第一位置与第二位置之 间移动而限定本身的循环形式的移位器；一个可移动地安装在密封区 内并在第一位置与第二位置之间移动而限定本身的循环形式的活塞； 和至少一个与上述移位器和活塞之一传动连接的磁性驱动器。 一种类似的结构可用于活塞。显然，上述的磁性驱动器可以仅用 于活塞和移位器中的一种，但最好是活塞和移位器都采用。因此，按 照本发明的又一方面，提出一种装置，它具有：一个限定一个当热机 工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述密封区具 有第一室和第二室，该第一和第二室由工作流体通道保持流体连通状 态；一个由与第一室保持热联系的热源或受热器构成的传热件；一个 可移动地安装在密封区内并在第一位置与第二位置之间移动而限定本 身的循环形式的移位器；一个可移动地安装在密封区内并在第一位置 与第二位置之间移动而限定本身的循环形式的活塞；和多个磁铁，其 中至少有一个磁铁固定在移位器和活塞之一上，并且至少有另一个磁 铁安排成可与固定在移位器和活塞之一上的磁铁发生相互作用，从而 使移位器和活塞之一在其第一与第二位置之间移动时由磁场保持在适 当位置上。 本发明装置可采用上面所述的任何结构。在一个实施例中，一个 磁铁固定在移位器上，多个互相隔开安置的磁铁(其中一个磁铁具有 可变的磁场)与固定在移位器上的磁铁相互作用。本装置还具有一个 发出信号的磁铁和一个发出信号的线圈，发出信号的磁铁和发出信号 的线圈中的一个固定在活塞上，以便相对于发出信号的磁铁和发出信 号的线圈中的另一个而移动，其特征在于，控制器具有发出信号的磁 铁和发出信号的线圈，活塞的移动时便发出一个信号送给具有可变磁 场的定位磁铁，从而驱动移位器。控制器最好包括一种可调的信号发 生器，以便调制送给具有可变磁场的定位磁铁的信号，以调节位移器 的循环形式。 按照本发明的又一方面，提出一种装置，它具有：一个限定一个 当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述的 密封区具有一个第一室和一个第二室，该第一和第二室由工作流体通 道保持流体连通状态；一个由与第一室保持热联系的热源或受热器构 成的传热件；一个可移动地安装在密封区内并在第一位置与第二之间 移动，而限定本身的循环形式的移位器；一个可移动地安装在密封区 内并在第一位置与第二位置之间移动而限定本身的循环形式的活塞； 和一个与移位器传动连接的电磁线圈。 按照本发明的又一方面，提出一种装置，它具有：一个限定一个 当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的容器，所述密 封区具有一个加热室和一个冷却室，该加热室和冷却室由工作流体通 道保持流体连通状态；一个与加热室保持热联系的热源；一个可移动 地安装在密封区内并在第一位置与第二位置之间移动而限定本身的循 环形式的移位器；一个可移动地安装在密封区内并在第一位置与第二 位置之间移动而限定本身的循环形式的活塞；一个与移位器传动连接 的驱动器；和一个具有至少一个线圈和至少一个磁铁的发电机，上述 的磁铁与活塞传动连接，上述的至少一个线圈安置在密封区的外部。 按照本发明的一个方面，提出一种装置，它具有：一个热机；一 个与热机传动连接并具有一个用于供给能量的输出端的动力输出系 统；和一个根据动力输出系统的动力需求而工作以调制由热源向工作 流体供给的热量值的反馈系统，上述的热机具有：一个构成一个当热 机工作时工作流体可在其内部流通的密封区的容器，所述的密封区具 有一个加热室和一个冷却室，该加热室和冷却室由工作流体通道保持 流体连通状态；一个与加热室保持热联系并用来向工作流体供给可变 热量的可变热源；一个可移动地安装在密封区内并在第一位置与第二 位置之间移动而限定本身的循环形式的移位器；一个可移动地安装在 密封区内并在第一位置与第二位置之间移动而限定本身的循环形式的 活塞。 按照本发明的另一方面，提出一种热机，它具有：一个限定一个 当热机工作时工作流体可在其内部循环流通的密封区的工作容器，上 述的密封区具有一个第一室和一个第二室，该第一和第二室由工作流 体通道保持流体连通状态；一个可移动地安装在密封区内的移位器； 和一个可移动安装在密封区内的活塞，上述移位器和活塞中的至少一 个具有一个密封件，该密封件具有沿纵向互相隔开的第一和第二端部 和在该第一和第二端部之间延伸的外壁，从而使外壁和互相隔开的端 部围成一个与工作流体隔开的内腔室。 附图的说明 为了更好地理解本发明，且更清楚地说明本发明如何付诸实施， 下面参看作为实例的示出本发明优选实施例的附图，附图中： 图1是本发明的热机的局部剖视的透视图； 图2a是沿图1的2-2线的一种构成闪光灯的热机的剖视图，图中， 用于待燃烧的新鲜空气的热交换器未示出，移位器处于加热杯附近， 而动力活塞位于动力行程的终点； 图2b是沿图1的2-2线的一种构成闪光灯的热机的剖视图，图中， 用于待燃新鲜空气的热交换器未示出，移位器处于离加热杯的远处， 而动力活塞位于动力行程的起始点； 图2c是沿图1的2-2线的另一个实施例的剖视图，图中，移位器 位于加热杯附近，动力活塞位于动力行程的终点； 图2d是沿图1的2-2线的另一个实施例的剖视图，其中，移位器 处于离加热杯的远处，而动力活塞位于动力行程的起始点； 图2e是沿图1的2-2线的又一个构成闪光灯的实施例的剖视图， 其中，移位器位于加热杯附近，而动力活塞位于动力行程的终点； 图3是图2c的剖视图的加热区和回热区的放大图； 图4是图2c的冷却区和线性发电机的放大图； 图5是图2的移位器和电磁铁的分解图； 图6a是用于加热区和回热区的热交换器的透视图； 图6b是空气流过加热区用的另一种形式的热交换器的透视图； 图6c是沿图6b的6-6线的剖视图，示出流过图6b的用于加热区 的热交换器的空气流； 图6d是流过图6a回热区用的热交换器的空气流的放大图； 图6e是用于加热区和回热区的热交换器的另一个实施例的透视 图； 图6f是沿图6e的6’-6’线的剖视图； 图7是图2a的工作部件的透视图，图中未示出内、外圆筒壁； 图8是图5的电磁铁的控制电路的示意图； 图9是本发明的第二实施例的热机局部剖视透视图，该实施例采 用了磁性驱动系统，其中删去了电子控制器； 图10是沿图9的10-10线的剖视图，图中，删去了用于待燃新鲜 空气的热交换器，移位器处于加热杯附近，而动力活塞位于动力行程 的终点； 图11是沿图9的10-10线的剖视图，其中，已删去待燃新鲜空气 用的热交换器，移位器处于离加热杯的远端，而动力活塞位于动力行 程的起始点； 图12是一种带百叶窗的散热片的透视图； 图12a是另一种带百叶窗的散热片的透视图； 图12b是本装置的圆筒壁的剖视图，其中，图12a的带百叶窗的 散热片固定在圆筒壁上； 图12c是另一种带百叶窗的散热片的透视图； 图12d是另一种带百叶窗的散热片的透视图； 图12e是具有带百叶窗的散热片的热交换器的一部分的透视图， 示出当流体沿轴向流过热交换器时在循环流体中出现的旋流； 图12f具有带百叶窗的散热片的热交换器的一部分的透视图，示 出当流体沿轴向流过热交换器时在循环流体中出现的正交流； 图13是径向叶片的透视图； 图14是间隔圈的另一实施例的透视图； 图15是间隔圈的又一实施例的透视图； 图16是螺旋形散热片的透视图； 图17是图16的带有另一种百叶窗的螺旋式散热片的放大图； 图18a是图16的螺旋形散热片的百叶窗的放大透视图，示出副百 叶窗； 图18b是图16的螺旋形散热片的百叶窗的放大透视图，示出另一 种副百叶窗； 图19是沿图11的11-11线的热机的另一种替换实施例的剖视 图； 图20是沿图11的11-11线的热机的另一种替换实施例的剖视 图； 图21是动力活塞或移位器的组装图，其中，动力活塞或移位器由 两个焊接在一起的容器构成； 图22是动力活塞或移位器的组装图，其中，动力活塞或移位器由 两个用螺纹拧紧的容器构成； 图23是动力活塞或移位器的组装图，其中，动力活塞或移位器由 第一和第二容器构成，第二容器与第一容器的开口是压紧配合的；和 图24a和24b是在本发明的一个实施例中的动力活塞的位移与移 位器的位移相比较的曲线。 优选实施例说明 本文所述的热机具有几个新颖的设计革新，包括：用金属薄板等 制成热机的构件；热交换器(包括回热器)的结构和配置；移位器和 动力活塞的传动系统可使它们具有不同的循环形式；用反馈系统控制 供给工作流体的热(能)量并能使几个发电机的频率同步，从而使它 们可与负载串联或并联地相连接。 在图1～4、7、9～11、19和20的优选实施例中，热机具有一个 作为动力输出系统的线性发电机。显然，热机可以与现有技术公知的 任何其它发电机传动连接。在另一个优选实施例中，热机具有一个在 现有技术中公知的机械的线性/转动转换器作为动力输出系统。显然， 本发明的设计革新可用于现有技术中公知的任何动力输出系统。因 此，上述活塞可采用现有技术中公知的任何方式来连接，以便例如提 供线性的或转动的机械动力。因此，在所有实施例中，类似的部件用 相同的标号表示。 按照图2a、2b、2e和7的实施例，在热机的壳体内装入一种灯泡 以构成一种轻型的闪光灯。热机可与用来产生电流以便向一个或多个 白炽灯泡、荧光灯泡、发光二极管、气体等离子放电光源等供电的线 性发电机传动连接。显然，热机可由现有技术中公知的任何热源提供 动力。在一个优选实施例中，闪光灯的壳体具有一个燃料储器。当燃 料燃烧时便产生热量，为热机提供动力。因此，上述的闪光灯具有4 个主要部件，即热源、热机、线性发电机和光发射器(例如灯泡)。 还应明白，上述的线性发电机可用来为任何目的提供动力，而且，热 机和线性发电机可做成一种发电机，或者可与电动马达或任何需要电 的任何其他用途(也就是负载)相连接。在任何此类用途中，由线性 发电机对其供电的部件可装在热机内，而且线性发电机可以是一种分 开的独立组成部分。 正如附图中所示，上述各组成部分按线性排列方式安装(也就是 它们沿闪光灯的纵轴线A依序安装)。但是，应当明白，上述各部分 也可以按各种各样的布局安装。例如，燃料储器不需直接安装成与热 机同在一条直线上。同理，灯泡或其他被供电的部件也不一定沿闪光 灯的纵轴线A设置，而是可安置在任何所需部位上，这就要通过改变 外壳的形状并提供足够长的导线来将灯泡或其他用电部件与线性发电 机连接起来。另外，热机和线性发电机的壳体可设置一个用于承接标 准电插头的供电端口。 下面针对只有一个电泡的闪光灯的模式进行说明。但是，与装机 热源(例如装有燃料的容器和燃烧室)总成的装置可形成一种自身带 有光源的轻型光源，其形式可以是闪光灯、轻便野营灯、照明灯等。 在这种用途中，图中将闪光灯画成好象垂直竖立在台子上，而其灯泡 48则设置于底部。在这种用途中，为了方便起见，有关上部、下部、 垂直或水平的方向都以图中所示的闪光灯的方位为基准。显然，不管 装置的外壳处于何种特定方位都可使用热机和线性发电机。 薄壁结构 按照本发明的一个方面，提供了一种新型的热机结构，这种结构 是用薄壁构件罩住热机的位于具有第一和第二端部的工作容器内的工 作部件或者说运动部件(也就是移位器46和动力活塞50)。工作流体 在工作容器的第一与第二端部之间循环流通，工作时，第一端部比第 二端部热一些。与现有技术的结构不同，本发明的结构采用薄金属板 等做成工作容器，而现有技术的设计中，工作容器是用金属坯料加工 成的一个工作流体可在其内部循环流通的空间，或者锻造而成。本发 明的工作容器设置有定位件，使工作容器的壁具有空间稳定性，从而 成为一种经久耐用的构件。本发明的热机由于采用的结构材料合理而 使热机重量轻且热效率高，因为薄壁结构可使它与工作流体之间的热 传导较快，而且显著减少被热机零件所滞留的热量。 在一个更好的优选实施例中，工作容器是一个装在外壳内的内容 器，并沿工作容器的长度方向的多个部位上在工作容器与外壳之间安 装了定位件。上述的定位件也可仅设置在内容器的沿纵向相对于两个 端部上。例如，定位件可固定在内容器和/或外容器的相对端部上，并 且大致平行于热机的纵轴线延伸，以便将上述相对端部拉在一起(例 如螺栓和蝶形螺帽)，在此情况下，定位件起到一种夹紧机构的作用 而将相对端拉在一起并密封内腔。定位件最好大致垂直于热机的纵轴 线延伸，在此情况下，如果工作流体在内容器的第一与第二端部之间 循环流通时穿过的通道设置在外壳与内容器之间的空间内，那么，定 位件应做成可让流体流过。上述的定位件也可以起到热交换器和/或回 热器的作用，这就可减少构成热机所需的零件数目。上述外壳最好也 是薄壁结构。 在如图1所示的实施例中，工作容器可以是顶上敞开的，其中燃 烧室至少部分地(最好全部地)设置在内容器内，并用来使内容器的 顶部具有空间稳定性。上述燃烧室采用在燃烧温度下能保持其结构完 整性的材料制成，因此，燃烧室可采用涡轮发动机零件的标准制造技 术来制造(例如，用镍基超合金冲压出零件，可以在最小的壁厚下获 得最大的传热效果)。 图1、2a、9～11、19和20示范性地说明上述的结构。参看图2a， 闪光灯10的每个部件在外壁12内按纵向延伸排列的方式设置。外壁 12具有第一端部14和第二端部16。最好在外壁12沿纵向设置一个起 动开关按钮或者说点火按钮18。 如图2a～2d所示，闪光灯10具有一个加热区22、一个回热区24、 一个冷却区26和一个发电区28。闪光灯10具有一个可容纳上述4个 区中的一个的零部件的壳体，该壳体具有最好是围绕纵轴线A(见图1) 同轴地设置的外壁12和内壁30。虽然在图中示出的壳体具有套装的圆 筒，但是应当明白，该壳体可以是具有任何形状且不一定同轴安装的 内容器和外容器。而且，上述壳体可以允许装入任何形状的部件，只 要发电装置与热机传动连接就行。 外壁12具有外表面32和内表面34，内壁30具有外表面36和内 表面38，外壁12的内表面34与内壁30的外表36互相隔开形成一个 可用作环形流体流道40的外腔室，最好在外腔室内安置回热器42。这 种结构的制造技术可用于制造在设置有移位器的内腔室外的环形通道 内不含有回热器或者说不设置回热器的热机。 在图2a和2b的优选实施例中，在内壁30之内部设置有加热杯 44、移位器46、驱动移位器46的驱动器48、动力活塞50和具有多个 磁铁52、铁氧珠54和线圈56的线性发电机。在外壁12的第二端部 16安装有灯泡58。另外，动力活塞50可以是线性发电机的一部分(见 例如图10)。 如图3所示，加热杯44具有内表面60和外表面62，该外表面62 与内壁30的内表面38隔开，以形成流体通道64，该流体通道64是第 一条由多个设置在内壁30上互相隔开的孔66与流体通道40保持流体 连通状态的通道。因此，流体流道64和孔66构成一条将内壁30上部 之内部(也就是加热室160)与流体通道40相连接的通道。在图1的 实施例中，内壁30端接加热杯44的顶部90，从而形成一个环形空间 64，向上流动的工作流体从加热室140通过环形空间64流向环形流体 通道40。在流体通道64和40内设置多个可使内壁30的邻近加热杯 44的端部结构稳定的定位件。这些定位件可以是围绕外表面62连续延 伸并与内壁30的内表面38相接合以防止内壁在热机工作时向内收缩 的环状件，这些定位件也可做成有助于向工作流体传热。上述定位件 的实例有：凸块106(见图3)、与加热杯4 4的壁相接的接头(见图 2a)、间隔圈164、476(见图14和15)、带百叶窗的散热片428、 440、468(见图12、12a、12c、12d和13)和螺旋形的带百叶窗的散 热片448(见图16)。在另一个替换实施例中，内、外壁30和12可 以是两个工作容器，它们由模型冲压而成然后将一个工作容器套在另 一个之内并用摩擦焊接法将它们的顶部焊接在一起而成为一种双壁容 器。容器的被摩擦焊焊接在一起的部位构成一个中间部分，在此可设 置孔66以便使加热室140与流体通道40保持流体连通状态(见图3)。 在图2a和2b的实施例中，内壁30有一个直径增大的型锻部分 204，这就可使内、外壁30和12互相接合。若内壁30采用预制的圆 管制成时，上述的装配方法是有利的。 上述内、外壁的接合(例如沿发电区28的长度的接合)可保持圆 筒体的同轴对准。在图4的实施例中，外壁12沿其长度方向的直径不 变，因此，要通过例如在开口158下方的间隙166内插入密封层或采 用间隔圈164使外壁12与内壁30保持互相隔开的状态。如图15所示， 间隔圈164可以是一种横截面大致为U形的基本上为环形的零件。这 样，间隔圈164具有一对从上端264延伸至槽形部分266以便形成一 个开口区268的相对侧面262。该相对侧面262最好与穿过间隔圈164 的中心轴线B成足够的角度α向外伸出，这样，当间隔圈164插入外壁 12与内壁30之间时，上端264便彼此相向地受压，从而形成一种滑动 紧配合，将两个圆筒体机械地锁定在一起。多个在间隙166内互相隔 开的间隔圈164使外壁12与内壁30之间形成足够的机械连接并使它 们同轴对准。 正如由图1举例说明的那样，在互相隔开的内、外壁之间设置上 述的定位件可形成内、外壁本身互相支承的夹层结构。采用多个互相 隔开的上述的定位件，使例如外壁12和内壁30的沿纵向隔开的部分 (例如分别位于加热杯44和动力活塞50附近的部分)可以互相接触， 并在内、外壁之间传递应力(向内的力或向外的力)。采用定位件保 持内、外壁的相对位置可以使内、外壁的机械强度相结合。 例如，在图1的实施例中，在热机的下端设置了多个间隔圈164， 在热机的上端，通过既设置在通道64又设置在通道88内的带百叶窗 的散热片使内壁30具有空间稳定性，从而使内壁30和外壁12保持在 相对于加热杯44的固定位置上。 在图2a～2d的实施例中，在动力活塞50的上行程的下方、内壁 30与外壁12之间有一个间隙166。这个位于内、外壁30和12之间的 间隙166是密封的，以便使工作流体进入冷却室160，并撞击活塞50。 上述间隙最好在紧接开口158下方处密封，以防止工作流体进入在热 机内起死区作用的间隙166。密封上述间隙的方法有几种，例如，可以 设置一个或多个间隔圈164使间隙166密封。在一个替换实施例中， 采用密封胶(例如环氧树脂)充填整个间隙166或其一部分。在图2e 的替换实施例中，将内壁30的紧接开口158的下方处向外型锻，从而 使内壁30和外壁12的位置在冷却区内互相邻接。上述的使内、外壁 30和12的位置互相邻接或采用环氧树脂密封的方法都是定位件的另 一种实例，因为它们皆可利用内、外壁30和12之间的相互作用而使 内、外壁30和12稳定之。 在一个优选实施例中，内壁30和外壁12分别是“薄壁”构件。 例如，内壁30和外壁12可分别采用诸如铝、不锈钢、超合金等一类 金属材料制成，最好用不锈钢等制成。外壁12和内壁30的壁厚可在 大约0.001～0.250英寸范围内变化，一般选为大约0.005～0.125英 寸，更好是大约为0.01～0.075英寸，最好是大约0.02～0.05英寸。 同理，移位器46的壁和活塞50的壁也可用相同的或相似的材料制成。 在较大的热机(例如直径超过12英寸的热机)中，当上述的内、外壁 是采用其强度在600℃不会明显降低的镍基超合金和其他类似材料制 造时，上述壁厚优选为大于内壁30的直径的1/60，最好是大约为内壁 30的直径的1/30。 因此，热机的主要零件可用金属薄板或同样的材料并用类似于制 造软质饮料罐等容器的制造方式制成。在上述优选实施例中，内壁30 和外壁12由预制件(例如采用冲压或深拉法制成的预制件)构成，然 后将它们组装在一起而成为热机构件。例如，内壁30和外壁12可用 金属板制造，先对金属板辊轧成形然后用激光焊接法将其焊成纵长管 子。另外，也可将金属料通过一种模具深拉而成圆管。然后可通过冲 压、钻孔、激光加工等方法在内壁30上做出孔66和158。可采用冲压 法用金属薄板冲出圆形底板，然后辊轧成形或焊接到上述圆管上而制 成可将动力活塞和移位器安置在其内的上端敞开的容器。另外，也可 以采用高速碳化物模具对金属料进行锻压，而制成顶端敞开的预制容 器。这与现有技术制造发动机的方法是不相同的，在现有技术中，是 先铸造出金属坯件，然后通过钻孔等工序制成发动机机体，这就使发 动机在结构上比热机所要求的要笨重得多。 同理，移位器46也可以由辊轧成形的金属薄板通过激光焊在一起 而制成。然后通过辊轧成形、焊接、钎焊、使用粘结剂等方法将底板 146和顶板136固定到侧壁上。如果需要的话，可在制造过程中加上隔 板144。一旦密封之后，移位器46便成为一种可在热机中经受住施加 在它上面的热和应力的高强度结构件。动力活塞50也可按类似的方式 制成。 如图21～23所示，移位器46或动力活塞50可以由两个上端敞开 的容器498构成，这两个容器498可通过例如在移位器46的中部沿焊 缝线500焊接的方法连结在一起。每个容器498具有纵长侧壁502和 端板504，上述侧壁502和端板504可以通过例如高速碳化物压模冲 压法整体地成形。或者，也可以先将金属料通过一种模具拉制成一种 预制的纵长圆管而制成侧壁502，然后用辊压成形等方法将端板504 固定以侧壁502上。显然，焊缝500可设置在沿侧壁502的任何部位 上。将端板504固定后，便从空间上使移位器46的相对的端部稳定之， 然后，将移位器46的侧壁502和端板504密封起来而成为封闭内腔 506，这就使移位器46的整个外部结构具有足够的强度在热机内起到 移位器(或动力活塞)的作用。 图22示出一个替换实施例，其中，盖子508具有在其内表面上带 有螺纹512的侧壁510。侧壁502的与端部504相对的一端稍稍向内 凹进，并在壁502上带有与盖子螺纹512相匹配的螺纹514，因此， 移位器46(或动力活塞50)可通过先制成上端敞开的容器然后将盖子 508用螺纹拧紧在它上面的方法制成。 图23示出另一个替换实施例，其中设置有盖子516。该盖子516 具有侧壁518，该侧壁518在其部位520处稍秒向内凹进，以便为侧 壁502形成一个可将侧壁502的末端承接在它上面的支座。侧壁520 外表面的直径稍大于侧壁502内表面的直径，所以上述的部位520可 与侧壁502的内表面锁紧接合。这样就形成了密封的移位器46(或动 力活塞50)。显然，在图22和23的实施例中，侧壁502的一个相对 端要靠端板504使之稳定，而其另一个相对端则靠盖子508、516使之 稳定。 为了减少移位器46内由于辐射和对流造成的热传导，可用多个隔 板144将移位器46分隔成多个室142(见图1和3)。 增压 通过使移位器46或动力活塞的内部增压可进一步改善移位器46 和/或动力活塞的耐用性。对移位器46和/或动力活塞增压的程度最好 根据热机内工作流体增压的程度而定。移位器46和动力活塞的压力一 般比热机内工作流体的压力高约-2～10大气压，更好是高约1～10大 气压，最好是高约2～4大气压。按类似的方式，也可通过对已制成的 热机的内部增压而同样提高外壁12和内壁30的结构完整性。热机的 内部(也就是工作流体循环流通之处)一般增压到大约1～20大气压， 更合适的是大约4～10大气压。因此，若工作流体的压力为4个大气 压，则移位器的压力可以是2～14大气压。 工作流体可以是现有技术中公知的任何工作流体。例如，工作流 体可选用空气和氦气。最好是氦气，氦气具有高的热导率，允许热机 在较高的工作频率下作业，从而可提高热机内部工作空间单位体积(也 就是工作流体在其内部循环流道的单位体积)的功率输出。 双流热交换器 在本发明结构的另一方面，热机具有一个使用热交换片的热交换 器，这里所述的热交换片用来在废气与待燃烧的空气和工作流体中的 至少一种之间进行热传导，最好是用来在废气与待燃空气之间和废气 与工作流体之间传热。因此，上述的热交换器包括：一个安装在第一 通道内的第一热交换器，该第一热交换器具有至少一个带有第一和第 二相对的侧面的散热片，该散热片的结构做成可在工作流体流过第一 热交换器时导引工作流体，以便加强工作流体与第一热交换器之间的 热传导；一个安装在第二通道内的第二热交换器，该第二热交换器具 有至少一个带有第一和第二相对侧面的散热片，该散热片的结构做成 可在工作流体流过第二热交换器时导引工作体，以便加强工作流体与 第二热交换器之间的热传导。另外，上述热交换器也可包括一个安装 在废气通道内并且具有至少一个带有第一和第二相对侧面的散热片的 第三热交换器，上述的散热片的结构做成可在废气流过时导引废气以 便加强废气与第三热交换器之间的热传导。 参看图3的实施例，加热杯44是一个由热交换器67包围的燃烧 室，上述的热交换器67具有一个带有内表面74和外表面76的内燃烧 器屏68和一个带有内表面78和外表面80的外燃烧器屏70以及一个 带有内表面82和外表面84的空气预热屏72(见图1和3)。空气预 热屏72的外表面84的温度最好能让使用者舒适地手持操作。可以看 出，当火焰升起时，加热杯44的底板138的温度升高，其热量被传递 给工作流体。加热杯44的壁62既通过来自火焰的直接辐射而加热， 又通过与来自火焰的热废气316相接触而加热。 内燃烧器屏68的内表面74与外壁12的外表面32隔开，以形成 废气的第一通道86。当废气流过该第一通道86(燃气通道)时，流道 64内的工作流体便被加热。同样地，外燃烧器屏70的内表面78与内 燃烧器屏68的外表面76隔开而形成废气的第二通道(待燃空气通道) 88。空气预热屏72的内表面82与外燃烧器屏70的外表面80隔开而 形成预热空气流道(待燃空气流道)102。外燃烧器屏70和空气预热 屏72的下部构成预热空气流道102的进口104。当废气通过第二通道 88时，便对预热空气流道102内的待燃烧的空气加热。根据废气的温 度和所需的热效率的不同，可选用不同数目的通道。 加热杯44构成一个燃烧室92。内燃烧器屏68可与加热杯44的顶 部90隔开，以便形成废气在进入第一通道86之前流过的歧管94。在 第一通道86的底部设有一个环形件96，以强制废气在进入第二歧管 98之前流过第二通道88(如果需要第二通道的话)，再由上述的第二 歧管98导引，流入圆筒形出口管100。也可以如图1所示，在外燃烧 器屏70上做出一个横向部分97，以封闭第一通道86的底部。 上述的内燃烧器屏68、外燃烧器屏70和空气预热屏72可采用现 有技术中公知的机构固定在一起。在图3的优选实施例中，上述的3 个屏和环形件96在结构上压配合在一起，因此，内表面74、78和82 分别具有多个独立的沿每个内表面隔开的凸块，该凸块靠在相邻的位 置向内的外表面上，从而形成一个可支承每个位置相对在内的下一个 屏的支承件。例如，内燃烧器屏68的内表面74具有多个在不同的部 位上与外壁12的外表面32相接合的凸块106。因此，该凸块106可 将内燃烧器屏68压配合在外套12上，并以与外表面32隔开一定距离 的方式保持密封而形成流体通道。同理，环形件96可在安装3个屏68、 70和72之前通过压配合安装在外壁12上。在图1的优选实施例中， 在第一通道86、第二通道88和预热空气流道102中设置了多个定位件 (包括一个或多个间隔圈164、476、带百叶窗的散热片428、440、468 和螺旋形的带百叶窗的散热片448)，用于保持3个屏68、70和72 的空间稳定性。上述的定位件也可做成在结构上有助于导热。 在优选实施例中，在加热杯44内燃烧燃料(最好是有机燃料)而 为热机提供热量。如图3所示，上述燃料可以是气态燃料(例如丁烷)。 但是，液态或固态燃料(例如石蜡)显然也可以用。不过，热机可以 使用任何的热源，例如，非燃烧的外热式化学反应(最好是可逆反应)， 而且，在此情况下，不需要热交换器67。 在一个替换实施例中，热机可以在位于活塞50附近的室160的工 作温度高于室140的相反方式下运行，在此情况下，用受热器代替加 热杯44，并可设置热交换器67从室140抽走热量。这种热交换器不需 要空气预热流道，但最好有类似的结构。 燃料储器 如图7所示，设置了一个燃料储器108，该燃料储器108的尺寸可 以是任何足以使闪光灯10变得轻便的尺寸，例如，燃料储器108可以 是一个容积约为25毫升～1升或更大的储存槽。1升燃料的重量约相 当于6组D电池。商业上购得的闪光灯一般用8个这类电池。便携式 长寿命闪光灯的总重量可从300克左右(带有约25～50毫升燃料、工 作寿命约100小时的装置)至2公斤左右(带有约1升燃料、工作寿 命约2000小时的装置)。管道110从燃料储器108伸到圆形燃烧器 112，该管道110穿过上述的3个屏68、70和72，并具有开口114(见 图3)，由空气预热通道102抽入的新鲜的待燃烧空气在进入燃烧器 112内燃烧之前先通过上述开口114与燃料混合。在管道110内设置 有阀116，以便在需要向闪光灯10供电时有选择地使储器108与燃烧 器112流体连通。在一个替换实施例中，热机可通过管道110与外部 燃料源相连接，并设有作为外部燃料源的一部分的燃料流量控制阀(例 如位于燃料槽上的调节器)。 燃烧器 燃烧器112可以是现有技术中公知的任何类型的燃烧器，该燃烧 器与上述的加热杯一起构成热源。燃烧器最好适合于对热机供给不同 量的热(例如设置一种可在多个位置工作的燃烧阀来达到此目的)， 以成为可变的热源。显然，热源也可以是一种化学反应器(例如通过 改变反应速度从燃料电池获得所需数量的热能的化学反应器)或太 阳。 燃烧器112最好具有盖子118、底板120和本身带有多个槽124 的圆周侧壁，空气与燃料的混合物可流过上述的槽124并进行燃烧(见 图3和7)。每个槽124由一对相对的径向壁126和内圆周壁128构 成。可通过设置在装有按钮18的壳体220内的压电元件对空气与燃料 的混合物点火，按动电钮18后，电火花便由导线222和火花塞224传 递到燃烧器112附近的位置。打开燃料阀并使其保持打开位置的按钮 是现有技术中公知的，任何这类装置都可装入本发明的结构内。 在工作中，当按钮18被压入壳体220时，传动杆228(它是通过 例如螺钉229固定在按钮18上的)使连杆226(它是通过枢轴230可 转动地安装在传动杆228上的)沿横向移动，从而通过传动杆232(它 是通过枢轴234与连杆226可转动地相连接并通过枢轴238与阀116 相连接的)将该横向力传递到阀116，这就引起阀116绕枢轴236转 动而到达打开位置。这就可使压缩燃料通过管道110，从而从开口114 将待燃烧的空气抽入管道110内。混合好的燃料和空气进入由现有技 术中公知的任何装置例如火花塞224点火的燃烧器112。燃料燃烧后产 生热的废气通过加热杯44。在图3的实施例中，上述的废气通过第一 歧管94、第一通道86、第二通道88、第二歧管98和出口管100排出 闪光灯10之外。上述的按钮18可通过一种置于壳体220内的锁定机 构锁定在上述的“工作位置”上。另外，上述的燃料阀也可由热机械 元件、电热机械元件或电控制器加以控制。 移位器控制 按照本发明的另一个方面，移位器的上行程和下行程是不同的。 热机最好具有操纵移位器46和活塞50的装置，以便使工作流体在冷 却室140和驻留时间比在加热室160长。这可通过控制移位器改变其 循环的上行程部分和下行程部分来达到，例如可通过改变移位器46在 上行程的移动速度使其与下行程的移动速度不同，或者通过使移位器 在其循环中暂停移动而使工作流体在冷却室140内有更长的驻留时 间。移位器46的上述移动方式可在热力学上改善与工作流体间的热传 导效率。由于使空气在冷区内的驻留时间增加40％(优选为30％，更好 是20％)，故可以提高热力学效率。操纵移位器用的典型装置包括采用 电磁线圈或磁性驱动器。这可以通过减小由相位迟延电路326(参见例 如图10)送到驱动器的信号的脉波宽度和相位迟延的方法来达到。 例如，参看图24a和24b，图中绘出移位器46和活塞50的与其 循环的中心位置的移动距离与时间的关系曲线。在图24a，移位器46 与活塞50之间的相位角为180°，移位器46和活塞50各自的膨胀速度 和压缩速度是相同的。在传统上，热机内的移位器46和活塞50的移 动是通过机械连接而强制连系在一起的，并且是不能改变的。按照本 发明的一个方面，移位器46和活塞50之间的相位角可以改变。另外， 移位器46和活塞50中的一个(最好是二者)的膨胀速度和压缩速度 也可以改变。通过改变工作流体的压缩和膨胀、改变移位器46与活塞 50之间的相位角可以使热机在不同的热负荷和不同的热状态下具有最 佳的冷却性能。例如，在图24b中，移位器46和活塞50之间的相位 角是180°，但活塞50的膨胀和压缩速度不同。在本实施例中，快速压 缩后进行较慢速的压缩，然后，再快速膨胀后进行较慢速的膨胀。上 述的膨胀速度和压缩速度是互不相关的，并且可分别独立地调节以使 工作流体与热机之间具有最高的传热效率。对于结构不同的热机，其 实际的循环形式是不同的。本发明的优点在于，可通过电子控制方法 方便地调节活塞50的循环形式以满足不同结构的热机和不同用途(例 如发电、制冷、深冷却)的热机。这样，工作流体的压缩和膨胀可以 控制在热力学上最佳的速度，热机不仅可用来利用热源做功，而且可 利用输入到按活塞工作的线性发电机的功来进行冷却。 例如，在制冷和深冷却的情况下，至少有一个传动装置与移位器 和活塞传动连接，以便使移位器和活塞形成可导致工作流体在第一室 与在第二室内受到的膨胀和压缩的速度有差别的循环形式，因此，工 作流体的流动在第一室内是工作流体从受热器(例如待冷却的室内或 对其他部位提供冷却的管道)吸热，然后再将第二室的热传导给散热 件。上述的至少一个传动装置可以是一个与活塞传动连接的马达，而 第二传动装置(例如线圈328)使移位器移动。最好能操纵上述的至少 一个传动装置使工作流体在第一室内进行比它在第一室的压缩速度慢 的膨胀，并可使工作流体在第二室内进行比它在第二室的膨胀速度慢 的压缩。 参看图2a～2d，热机具有一个可移动地安装移位器46的第一部分 240和一个可移动地安装动力活塞50的第二部分242。移位器46可在 其内部移动的部分是热机的热端，而动力活塞50可在其内部移动的部 分是热机的冷端。驱动器48具有一个形成承接移位器杆134的开口132 的内圆周壁130。移位器46安装成可在图2b所示的α位置与图2a所 示的ω位置之间移动，在上述的α位置时，移位器46被拉离加热杯44， 而在ω位置时，移位器46远离驱动器48并朝着加热杯44推近。如图 2a和2c所示，当移位器46处于ω位置时，在移位器46与驱动器48 之间便出现一个腔室244。在此位置上，移位器杆134基本上从开口 132退出。如图2b和2d所示，当移位器46处于α位置时，移位器杆 134整个地都进入开口132中，从而在移位器46与加热杯44之间出 现一个加热室140(该加热室140由移位器46的顶面136、加热杯44 的底面138和内壁30的内表面38构成)。 通过在加热杯44内进行的燃烧对加热室140加热。当移位器46 向上移动至图2a所示的位置时，便迫使加热室140内的加热过的工作 流体向上流过被加热过的加热杯44加热了的流体通道64，并通过开口 66进入被废气加热了的流体通道40(工作流体通道的一部分)，因此 提高了工作流体的压力。当移位器46处于图2a和2c所示的终端位置 时，全部工作流体被迫完全离开加热室140。因此，加热杯44的底部 138和移位器46的顶部136最好做成彼此邻接地紧密配合，以迫使尽 可能多的工作流体离开加热室140。最好如图2a所示，将底部138做 成曲面，以便更好地向工作流体传热。另外，如图3所示，底部138 也可以是平的，这样，移位器46的顶部136也要做成平的。 驱动器48的圆周内壁130为移位器杆134提供一种导引，以便在 移位器46在α位置与ω位置之间移动时保持移位器46沿轴线A的纵向 对准。移位器杆134和圆周内壁130的尺寸和结构要做成可让移位器 杆134进、出开口132时较为顺利地移动。为了有助于进一步减小摩 擦力，移位器46的底部146可具有带槽的圆周壁148(见图2d)，围 绕该带槽圆周壁148安装一个特氟隆壳体150等，以便在移位器46移 动时与内套30的内表面38相接合。另外，还可在圆周内壁130上设 置第二个特氟隆壳体152等。 驱动器48可以是现有技术中公知的任何装置，它与移位器46传 动连接，使移位器46按照与动力活塞50的循环互补的循环形式移动， 以便使热机具有最佳的热效率。为此，可使移位器46根据外部激励例 如动力活塞50移动引起的电脉冲来移动。上述的驱动器48采用电磁 线圈或电磁铁较好，而用电磁铁更好。如果驱动器48是电磁线圈，则 可通过导线154将电流供给该线圈。(见图2e)，当电磁线圈通上电 流后，移位器46将由于所供入的电流(也就是外力)而移动。如果驱 动器48是一个电磁铁，那么，移位器46和/或移位器杆134就具有一 个用于在电磁铁产生的磁场时移动移位器46的永久磁铁。因此，当电 磁铁的线圈通电时，线圈的电荷可能与移位器杆134的在开口132处 的部位的极性相反，从而迫使移位器杆134向外移离开口132，并且驱 动工作流体离开加热室140，当通入线圈的电流反向时，移位器杆134 便被吸引到驱动器48上，从而将移位器杆134向下拉入开口132(也 就将工作流体抽入加热室140)。 在一个优选实施例中，移位器46最好被偏压在图2b所示的α位 置。为此，可设置例如图2c和3所示的弹簧156。在本实施例中，驱 动器48的动作仅仅是将移位器46移动到ω位置(也就是向着加热杯44 移动)，从而将已加热的工作流体推入冷却室160内。当工作流体冷 却到足够的程度后，可断开通向驱动器48的电流，让偏压机构(例如 弹簧150)将移位器46移动到α位置上，从而将工作流体抽入加热室 140，当工作流体受到加热时，可接通通入驱动器48的电流，这就使 移位器46克服弹簧156的力移动到ω位置。在一个实施例中，在热机 运行过程中，一直对驱动器48供电。 显然，驱动器48不需要完全延伸到内壁30的内表面38处。例如， 驱动器48的直径可小于内壁30的直径，并且通过例如支架将驱动器 48安装在内壁30上。如果驱动器48的外壁与内表面38相接触(如图 2a～2e所示)，那么，腔室244最好通过例如通道260与冷却室160 呈流体流动连通状态，以防止在腔室244中形成低压区。因此，当移 位器46移动到图2a所示的伸出位置时，在冷却室160内冷却的工作 流体可通过通道260进入腔室244，以保持室腔244与冷却室160之 间的压力平衡。另外，当移位器46移动到图2b所示的回缩位置时， 移位器46便通过通道260将冷却流体从腔室244推入冷却室160内， 然后再进入加热室140。 内壁30在冷却区26顶部附近具有通道例如多个开口158，该开口 158构成工作流体在通过空气流道40后进入热机的第二部分242的入 口。如图5所示，驱动器48下部具有一个斜面168，该斜面有助于导 引工作流体进、出冷却室160。动力活塞50实际上不与移位器46相连 接，而是可根据冷却室160内压力的变化而移动。因此，当移位器杆 134使移位器46移动至图2a和2c所示的抽出位置时，工作流体便被 迫通过流道40并通过开口158而进入冷却室160。工作流体对活塞50 的顶面162的作用力迫使活塞50向下进入敞开区242，当工作流体在 冷却室160内冷却时，其压力降低，从而将活塞50向上抽拉，并减小 热机工作区(也就是工作室140、160、244和流体通道64和40)的 体积。当移位器46受到例如驱动器48或弹簧156的作用移离加热杯 44到达图2b和2d所示的位置时，工作流体便被从冷却室160通过开 口158、通道40、开口66和流道64抽入加热室140内。 在图9～11、19和20的替换实施例中，驱动器48具有一个作用 在移位器46上的磁场。正如这些图例所示那样，移位器46具有一个 固定在其上(最好是在底部146)的磁铁286。移位器磁铁286和固定 它的移位器46同心地保持在适当位置上，它们的运动范围受两个与移 位器磁铁286相斥的磁铁284和288(最好是环形的)所限制。因此， 移位器46座落在由磁铁288与移位器磁铁286互相排斥以及磁铁284 与移位器磁铁286互相排斥所形成的磁场中。磁铁286与288之间相 斥的磁场可用于贮存来自移位器46的上行程的动能，并限制移位器46 的移动。上述的贮存的来移位器46上行程的动能又在下行程时返回给 移位器46。 线性发电机 在本发明结构的另一方面，本装置具有一种线性发电机，活塞50 最好包括线性发电机的一部分。在发电区28内的线性发电机可以是现 有技术中公知的任何结构的发电机。下面说明示于图2a、2b、2c、2d 和4的线性发电机的优选实施例。在这些实施例中，线性发电机置于 密封室内。在图2a和2b的实施例中，线性发电机的上端通过活塞50 与工作流体隔离，其下端则由封闭件195密封之。在图2c、2d和4的 实施例中，线性发电机的上端通过顶面162与工作流体隔开，其下端 则由封闭件195密封之。如图2a和2b所示，活塞50是一个带有顶部 162、底部170和侧壁172的密封件。因此，传动杆174可通过现有技 术中公知的任何机构固定在底部170上。在图2c、2b和4的实施例中， 活塞50具有顶部162和侧壁172，在该实施例中，传动杆174通过现 有技术中公知的任何机构(例如螺纹连接)固定在顶部162的内表面 176上。如图4所示，内表面176上带有一个支承在传动杆174内的 相匹配的沟槽内的花键轴178。 多个磁铁52通过现有技术中公知的任何方法牢牢地固定在传动杆 174上，上述的方法有例如粘结法或机械固定法(例如，将磁铁52中 穿过传动杆174的内开孔的尺寸做成可与传动杆174锁紧配合，或将 传动杆174做成带有螺纹、磁铁52则安置在两个由螺纹固定到传动杆 174上的垫圈之间)。沿发电区28的长度方向在隔开的位置上设置相 应数目的导电线圈56，该线圈56可通过现有技术中公知的方法例如粘 结法或机械连接法固定在外壁12的内表面34上(例如，线圈56可设 置在一个焊接到或用托架固定到上述内表面34上的壳体内)。因此， 当传动杆174与固定在它上面的磁铁52被动力活塞50带动时，上述 线圈56是静止的。显然，线圈56可采用现有技术中公知的任何其他 手段按固定的方式固定之。在一个替换实施例中，线圈56可固定在传 动杆174上，而磁铁52则可以是固定不动的。 在每组线圈56内同心地设置一个环形的铁氧珠54，每个铁氧珠 54具有一个让传动杆174穿过的中央孔。线圈56的一个具有从线圈向 外伸出的导线180，其余的线圈56则具有从线圈向外伸出的导线182 (见图7)。熟悉本技术的人们都会明白，可以只安装一个铁氧珠54 和一个线圈56。还要明白，从任何一个线圈56伸出的输出导线可根据 需要并联或串联地组合在一起。 当动力活塞50的顶部162因受到工作流体的冲击而使活塞50离 开驱动器48进入区域246时，磁铁52便沿轴线A作纵向移动，而在 线圈56内产生电流(见图2b)。当活塞50由于冷却室160内的工作 流体冷却而向上移动时，便带动磁铁52沿相反方面移动，也在线圈56 内产生电流。 在优选实施例中，每个磁铁52都在一对铁氧珠54之间移动，具 体地说(参看图4)，磁铁52a可移动地安装在线性发电机内的铁氧珠 54a与铁氧珠54b之间。当传动杆174随活塞50移动时，磁铁52a便 从邻近铁氧珠54a的位置(见图4)移动到邻近铁氧珠54b的位置，同 理，磁铁52b从邻近铁氧珠54b的位置移动到邻近铁氧珠54c的位置。 这样，可以看出，在活塞50的每个行程的终点，铁氧珠54b在任何时 候只受到一个磁铁52的作用。同理，磁铁52a将首先对铁氧珠54a起 作用，然后再对铁氧珠54b起作用。这样，铁氧珠54b依序地暴露在 例如来自磁铁52a的北极磁场内，然后暴露在来自磁铁52b的南极磁 场内。 本发明结构的一个优点是，当铁氧珠54首先受到一个磁场的作用 然后又受到反向磁场的作用时单位时间内的磁通变化速度较快。而 且，由于铁氧珠54受到极性相反的不同磁铁的作用，所以当磁铁52a 移动到图4所示的位置时，由磁铁52a对铁氧珠54b感应产生的磁场 将完全消失，铁氧珠54b便受磁铁52b的作用。 图9～11、19和20示出线性发电机的另一种结构。在这些实施例 中，磁铁设置在内壁30内，而线圈则安置在其外部(例如安置在内壁 30的外表面36上，或外壁12的外表面32上)。动力活塞50由多个 互相隔开的磁铁(例如4个磁铁270、272、274和276)和3个非磁 性隔圈278、280和282组成。上述的非磁性隔圈可用塑料制成，它们 围绕并嵌入磁铁中。显然，磁铁与隔圈的组合件可通过传动杆174与 图2a或2c的动力活塞相连接，上述组合件最好包括活塞50。 图9～11、19和20的动力活塞50被同轴地支承在适当位置上， 其运动范围受两个分别与磁铁270和276相斥的磁铁284和190(最 好是环形的永久磁铁)所限制。因此，动力活塞50处于由磁铁284与 270以及磁铁190与276互相排斥所造成的磁场中。磁铁190与276 之间的相斥的磁场可用来贮存来自动力活塞50的下行程的动能，这些 动能将在动力活塞50的上行程时返回给动力活塞50。因此，磁铁276 和190在行程的下部起到磁性弹性件的作用，同理，磁铁284和270 在动力活塞行程的上部形成一个相斥的磁场，它们也起到磁性弹性件 的作用。 热机的循环作业 下面根据图9～11的实施例说明热机的工作过程，在这些实施例 中，在各个流体通道上都设置有散热片，以助热的传导。加热室140、 冷却室160和通道64、312和40是工作流体在其内部循环流通的密封 区。热机循环作业由移位器46的位于面对热机的冷端(也就是处于α 位置)开始。这就使大多数工作流体被迫进入加热室140，加热杯44 的壁62加热内热交换器310，该热交换又加热通道64内的工作流体， 然后，热的废气316流过歧管94，再流过排气的外热交换器314(热 的废气将其绝大多数热能传给热交换器314)，变成冷却的废气332 排出机外。然后，排气的外热交换器314将其热能通过热机外壁12传 递给排气的内热交换器312，该热交换器312又将上述热能传给工作流 体。 工作流体受热后发生膨胀，这种膨胀使工作流体通过热交换器310 和312、回热器42、开口158然后进入冷却室160，并在该室160内 开始形成作用在活塞50上的压力。这就使动力活塞50朝着磁铁190 向下移动并使磁铁270、272、274和276分别在发电机线圈318、320、 322和324产生感应电压和电流。这些线圈对输出端供电。所产生的电 力的一部分最好用于操纵移位器(例如线圈318的电)，其余的电力 最好由输出端向负载供电。 来自一个或多个线圈(例如发电机线圈318)的电能通过导线180 为相位迟延电路326供电，电路326对来自发电机线圈318的电信号 进行修改，然后通过导线154传给起着可调驱动器作用的移位器控制 线圈328。电路326是一种信号调剂器，它可由例如一个可变电容与一 个固定感应器或一个可变感应器与一个固定电容组成。这种相位迟延 电路326可以是任何一种可驱动移位器46按照与动力活塞循环形式不 协调的循环形式而移动的电路。电路326改变来自发电机线圈318的 电信号，然后通过导线154传给移位器控制线圈328。传给移位器控制 线圈328的上述信号使磁铁286产生向上的力，这种力又使磁铁286 和与它固定在一起的移位器46向着磁铁288向上移动。 移位器46的上行程使工作流体流过热交换器312和310、回热器 42、开口158而进入热机的冷端160。当工作流体流过回热器42时， 其大部分的热都传导给回热器42，而现已处于热机冷端160的工作流 体的余热则由热交换器330吸收。可吸收已处于冷却室160中的工作 流体的余热的交换器330最好具有多个散热片331，这种散热片可以是 带百叶窗的散热片428、440、468或者是螺旋形的带百叶窗的散热片 448。这就使工作流体收缩，并降低机内压力。这就使动力活塞50在 磁铁276与190之间贮存的磁能的作用下向上移动。 动力活塞50向上移动使磁铁270在发电机线圈318内感应出反向 的电流脉冲。这种来自发电机线圈318的反向电流脉冲给相位迟延电 路326供电，该电路326改变来自发电机线圈318的电信号，然后将 信号通过导线154传给移位器控制线圈328。传给移位器控制线圈328 的这种信号产生作用在移位器磁铁286上的向下的力，这种力又引起 移位器磁铁286和与它相固定的移位器46向着磁铁284向下移动。移 位器磁铁286与磁铁288之间的相斥的磁场用来将移位器46上行程时 贮存的功能传递给下行程。移位器磁铁286与磁铁284之间相斥的磁 场则用来为下一个向上行程贮存来自移位器46下行程的动能。移位器 磁铁286与磁铁284之间的相斥也用来限制移位器46的移动。 在一个替换实施例中，相位迟延电路326可用一个控制器来代替， 该控制器可以检测出来自发电机线圈318的电压何时达到零(此时是 活塞50行程的终点)。此时，控制器可中止送给移位器控制线圈328 的信号，并开始一种会使移位器46向着磁铁270向下移动的反向的(负 的)脉冲。另外，控制器也可中止信号，允许移位器46在偏压件(例 如弹簧或移位器周围的磁场)的作用下向下移动。 如果移位器46直接由活塞50带动(例如在没有任何相位角变化 的情况)，来自发电机线圈318的电能可通过导线180对移位器控制 线圈328供电。 移位器46向下移动迫使工作流体从热机的冷端160流过开口 158、回热器42、热交换器312和310，然后进入靠近加热杯44之底 部138的热机的热端140。当工作流体流过回热器42时，贮存在回热 器42内的大部分热量便传导给工作流体。然后，热机的循环作业重复 进行。 按照本发明的一个方面，移位器和/或活塞的循环形式是可调节 的。上述的循环形式是说明移位器/活塞在第一与第二位置之间移动的 速度和移位器/活塞分别在第一和第二位置上的驻留时间。循环形式也 包括活塞与移位器之间的相位角。本发明装置最好具有一个按照对负 载输出动力的系统的动力要求而工作的反馈系统，以调制由热源对工 作流体供给热量的多少。反馈系统的优选实施例具有一个与活塞和移 位器之一(最好是移位器)传动连接的可调信号发生器，以控制移位 器和活塞之一的移动，该可调信号发生器可以手动控制，但最好包含 活塞和信号调制器，这样，活塞产生一种送给信号调制器的信号，经 信号调制器调制后送到可调驱动器。图10、19和20示出上述结构的 实例。 上述的活塞和例如相位迟延电路326、可变感应器370或主控制器 372具有一个与可调驱动器传动连接的可调信号发生器，上述的可调驱 动器可以是线圈328、驱动器48，并且还可包括热机现有技术中公知 的用于移动移位器和活塞(最好是移位器)中的一个的任何其他驱动 器。 自动起动 活塞50最好通过例如弹簧184(见图2b)或通过图2c和4所示 的磁性衬套(例如186、190)偏压在图2b、2c和4所示的α位置上。 具体地说，如图4所示，磁铁186固定在传动杆174的远离活塞50的 端部188，传动杆174的远端188穿过由压配合安装在外壁12上的封 闭件195的中央孔。第二磁铁190固定在封闭件194的内表面192上。 为了防上磁铁彼此接触，可将弹性件196固定在磁铁190的远离内表 面192的端部上。磁铁186的端部198的极性与磁铁190的端部200 的极性相反。因此，磁铁190和186将活塞50排斥到图4所示的α位 置。活塞50由于其顶面162受工作流体的作用而在α位置与ω位置(见 图2d)之间移动。 通过将移位器46和活塞50偏压在α位置，热机可自起动。具体地 说，当热量传到燃烧室92(例如加热杯44内开始燃烧)时，加热室 140内的工作流体便开始膨胀。工作流体的膨胀将使一些工作流体流出 加热室140而进入冷却室160，工作流体进入冷却室160将使活塞50 向下移动。只要活塞50向下移动足够的量和/或在足够的速度向下移 动，就会产生通过导线180传给驱动器48的电流。这种电信号会使驱 动器48将移位器46移向ω位置，从而开始移位器46的第一行程，并 将更多的加热过的工作流体从加热室140排入冷却室160内，这就进 一步使活塞50向下移动而产生更多的电流。 工作流体要封闭在热机内。为此，将内壁30的相对两端密封，并 将流体通道40也密封。最好由加热杯44封闭内壁30的邻近加热室140 的端部，最好由活塞50通过例如与内壁30的内表面38形成密封而封 闭内壁30的邻近冷却室160的端部，这样便使线性发电机与工作流体 隔开。 显然，线性发电机不需要气密密封。例如，空气可以通过封闭件 195的中心开口，并通过线圈56。以防止在磁铁52移动时在线性发电 机内产生大的压力。 封闭件194和195有助于增强闪光灯10的结构并保护线圈56不 受外物入侵而损坏线性发电机。封闭件194和195可采用现有技术中 公知的任何方法固定在内、外壁之一的底部。例如，参看图2a，封闭 件195整体地做成为内壁30的一部分，而封闭件194则可例如焊接在 外壁12的远离加热杯44的端部。在图4所示的实施例中，封闭件194 具有可通过螺纹拧紧在外壁12的外表面32上的环形凸缘202。但是， 若内壁或外壁是用高速压模冲压而成的，那么封闭件也可整体地做成 为内/外壁的一部分。 参看图8，从第一组线圈56引出的导线180与驱动器48的导线 154电连接。导线180穿过控制器206(最好是相位迟延电路326)， 导线180和154以及控制器206(可以是相位迟延电路326)可安置在 内、外壁30和12之间(也就是间隙166和流体通道40内)。 热机械控制 图9～11示出采用热机械控制的热交换器的优选实施例的剖视 图。 为了起动热机，首先按压起动开关按钮18。该起动开关18通过连 接件291(最好是机械连接件)与燃料开关杆290相连接。燃料开关杆 290作动后便立即打开燃料流量控制阀292和可变流量的燃料控制阀 294。上述的燃料开关杆290最好是一种可由连接件291带动在两个位 置之间移动并与上述的燃料流量控制阀292和可变流量的燃料控制阀 294机械连接的机械开关。当燃料开关杆290松开时可变流量的燃料控 制阀294关闭，而燃料流量控制阀292仍然打开，这就保证了起动燃 料储器296总是充满的，燃料开始从起动燃料储器296流出。在起动 燃料储器296内的燃料可足够热机短期(例如1～2分钟)工作。在燃 烧器298点火失败的情况下，可将偶尔漏泄到环境中的燃料量限制在 只有起动燃料储器296容积那么多的不会造成危害的小量值。因此， 起动燃料储器296及其相关机构可起到防止大量燃料溢出或者说漏泄 的安全装置的作用。 当按下起动开关18时，压电晶体高压电源300便产生沿感应器302 流到会产生火花的电极304的高压电流，上述的火花点燃燃烧器298 内的燃料并形成火焰。上述燃料开关杆290和起动开关18也可以不一 定连接在一起，而是由操作者依序地操作。 上述的火焰立刻开始加热加热杯44以及加热燃料流量控制阀件 308，该控制阀件308在受热时开始打开可变流量的燃料控制阀294。 上述的燃料流量控制阀件308可以是任何可在加热时自身改变外形以 调节可变流量的燃料控制阀294的位置的构件。这类构件的实例有： 加热时会发生变形的构件(例如双金属片)、随温度变化而显著收缩 或伸长的构件(例如硬丝)、或随温度变化而显著改变其弹性常数从 而根据温度来施加可变的力的构件(例如同态调节器型构件)。 燃料流量控制阀件308的结构做成可在燃烧室92内的温度达到最 佳的工作温度时使可变流量的燃料控制阀294完全打开。使热机产生 全功率。如果不要求全功率，加热杯将会开始过热，因为可变的热力 学能量不转换成机械能或电能。上述的过热将使可变流量的燃料控制 阀294在偏离其中心最大流量点处开始关闭，从而减少燃料流量，并 使温度降低到最佳范围。 于是，建立起一种自调节系统，其特征在于，由可变流量的燃料 控制阀294供给的燃料量可通过燃烧室92的温度来控制，而且可由双 金属的燃料控制阀件308控制上述的温度，使其总是保持在最佳工作 范围之内。因此，例如，使反馈系统与可变流量的燃料控制阀294传 动连接，并设有一个与燃烧室92保持热联系的热传感器(流量控制阀 件308)，从而使燃烧室92的温度随负载从线性发电机得到的电力反 向地改变，热传感器检测燃烧室92的温度，反馈系统调节供给燃烧室 92的燃料流量，以便使燃烧室的温度保持在预定的范围内。 热电机械控制 图19示出本发明的优选实施例的剖视图。 为了起动热机，最好像图9～11的实施例那样合上起动开关18， 以开始点火并加热加热杯44。当动力活塞50开始移动且发电机线圈 318、320、322和324开始发电时，电流便流过通过导线340与下电 阻器342电连接的导线334、336和338，电流从下电阻器342通过导 线346流到内负荷电阻器344，并通过导线350流到外负载348。 来自发电机线圈320、322和324的电流也流过导线352、354和 356，并流过导线358。流过下电阻器360和导线362、364到达内负 荷电阻器344和外负载348。内负荷电阻器344确保总是有少量的电 流从发电机流出。这就保证了总有少量的电流流过向通过控制杆366 打开可变流量的燃料控制阀294的燃料流量控制阀件308供热的下电 阻器360。通过内负荷电阻器的电流使下电阻器360稍稍发热，这就引 起燃料控制阀件308外形改变(例如：弯曲或收缩式变形)，从而使 可变流量的燃料控制阀294打开到足以保持等待工作所需的燃料流 量。 当通过外负载348的电流增大时，由下电阻器360产生的热量也 增多，这就使燃料流量控制阀件308进一步变形(例如弯曲更严重)， 从而进一步打开可变流量的燃料控制阀294，以便供给足够的燃料来提 供产生流过负载的电力所需的热能。这就形成了燃料流量与负载成比 例的燃料控制系统。 点火时，火焰立即开始加热加热杯44。当加热杯44的温度达到足 够引起热机循环作业时，由发电机线圈318、320、322和324产生的 电流便开始流动。当电流开始流过下电阻器360、并通过导线346流过 内负荷电阻器344时，下电阻器360开始发热，并将热量供给开始通 过控制杆366打开可变流量的燃料控制阀294的燃料流量控制阀件 308。当下电阻器360的温度到达其最佳工作温度时，可变流量的燃料 控制阀294便完全打开而产生全功率，若不需要全功率，可使下电阻 器360变冷一些，从而使可变流量的燃料控制阀294开始关闭，以减 小燃料流量。反之，如果负载348吸收更多的电力，可变流量的燃料 控制阀294将由于下电阻器360供给依次打开它的燃料流量控制阀件 308更多的热量而再次打开。这样就建立了自调节系统，其特征在于， 可通过下电阻器360的与负载348所需电力成比例的温度控制由可变 流量的燃料控制阀294供给的燃料量。另外，如果上述系统没有内负 荷电阻器344，而且外负载348不需要电时，那么与下电阻器360相 关的机构将使可变流量的燃料控制阀294切断燃料供应，并使热机在 燃料储器296的燃料耗尽时立即停止工作。 内负荷电阻器344确保总是有少量的电流从发电机流出。这就可 保证总是有少量的电流流过对操纵可变感应器370的可热变形件368 供热的下电阻器360。上述的可热变形件368可以是任何在加热时可自 行变形的零件(例如，双金属片，硬丝或同态调节器型的构件)。流 过内负荷电阻器344的电流使下电阻器360稍稍发热，这就引起可热 变形件368弯曲而使可变感应器370(信号调制器)工作，以便保持移 位器46与活塞50之间的最佳相位角。当流过外负载348的电流增大 时，下电阻器360的发热量也增加，这就引起可热变形件368进一步 变形，从而进一步改变可变感应器370的状态，并再次改变移位器46 与活塞50之间的相位角关系。业已发现，一种具有给定的移位器和动 力活塞间的相位角关系的热机，其能量效率曲线随功率的大小或燃烧 器/环境温度的变化而变化。同样地，业已发现，通过改变移位器与动 力活塞之间的相位角关系，可以对任何大小的功率和/或燃烧器/环境 温度建立高效的工作点，于是便发展出一种简单的移位器/动力活塞的 相位控制系统，该系统可在不同的负载条件下改变相位角而保持系统 的高效率。 在一个替换实施例中，采用固体电子学方法来控制用于激励电阻 器360的晶体管和可变流量的燃料控制阀294的燃料流量控制阀件308 以及可变感应器370。 因此，例如，可将反馈系统与可变流量的燃料控制阀294传动连 接，该反馈系统包含一个含有电阻器360和热传感器(燃料流量控制 件308)的电路，上述电阻器360与一个电流与输出端(外负载348) 所需电力成比例的电路电连接，而上述的热传感器则与电阻器360保 持热联系；因此，热传感器可间接地检测出加到输出端的负载所需的 电力，反馈系统调节供入燃烧室92内的燃料的流量，以便使燃烧室92 的温度保持在预定的东围内。 电调剂控制 图20示出本发明的优选实施例的剖视图。 当按压下起动开关18时，便通过导线束376将信号从主控制器372 (信号调制器)传送到燃料流量控制器374。传送到燃料流量控制器 374的信号使燃料流量控制器374通过导线对384给一种阀(例如弹 簧加载的通常是关闭的电磁燃料阀382)供电，使之打开。上述的燃料 阀382的开口让燃料从小的起动燃料储器296沿通道110流至燃烧器 298。 主控制器372也通过导线对380对高压电源378供电，以产生高 电压，该高压再沿导线302传到会产生火花的高压电极304，高压电极 304产生的火花将燃烧器298内蒸发的燃料点燃，所形成的火焰立即开 始加热加热杯44的底部。 来自火焰的热废气和辐射热加热由导线对388与燃料流量控制器 374相连接的温度检测器386(例如热电偶)。当燃料流量控制器374 感受到已到达高温时，便通过导线对392向另一个阀(例如弹簧加载 的通常是关闭的电磁燃料阀390)供电。燃料流量控制器374还通过导 线束376向主控制器372送出信号，这又使主控制器372切断高压电 源，并使电极304停止发出火花。温度检测器386持续不断地测量加 热杯44内的温度，并由燃料流量控制器374通过导线对388的连接而 实施监控。如果在任一部位的温度降低到预定温度值例如400°F以下， 燃料流量控制器374便通过导线束376向主控制器372送出信号。若 主控制器372确认燃料流量正在供给而温度已下降到预定值例如 400°F以下，主控制器372会再向高压电源378供电，此高压电流沿导 线302流到电极304，再发出火花，以便再次点燃燃烧器298内的燃 料，再形成火焰。火焰的热量将再次加热由燃料流量控制器374通过 导线对388监控的温度检测器386。 一旦达到预定温度值例如400°F，燃料流量控制器374将立即通过 导线束376向主控制器372送出信号，这又使主控制器372断开高压 电源并使电极304停止发出火花。如果温度在预定时间内不能再提高 到预定值，燃料流量控制器374最好分别通过切断导线384和392的 电流而停止弹簧加载的通常是关闭的电磁阀382和390。这样，在本发 明结构中便有了一种用于保证燃烧器一直燃着的安全装置。 来自一个或多个线圈例如发电机线圈318的电能通过导线对180 给可再充电的电池394充电。电池394又给与它相连接的主控制器372 供电。主控制器372控制出从发电机线圈318对电池的输入功率后， 便通过导线154对移位器线圈328发出信号，送到移位器控制线圈328 的这一正极信号引起对磁铁286产生向上的力，这种力又使磁铁286 和与它固定在一起的移位器46向着磁铁288向上移动。 除了基本循环以外，新的热机还可装入调剂燃料燃烧和获得最佳 能量效率的装置。多个(例如4个)电磁燃料阀390、294、396和398 分别通过导线对392、402、404和406与燃料流量控制阀374相连接。 主控制器372通过由导线对418与它相连接的霍尔效应电流检测器416 检测经导线对410、412和414流向负载408的电流。来自各发电机线 圈的电流通过导线420和422送到负载408(例如一个输出端或一种 电力装置)。当主控制器372测出流到负载408的电流为例如热机和 发电机的最大输出功率的0～25％时，便通过沿连接主控制器372和燃 料流量控制器374的导线束376中8条导线中的两条导线送出信号以 保证仅给电磁燃料阀390送电，而燃料流量控制器374又仅给弹簧加 载的通常是关闭的电磁燃料阀382和390供电。 当主控制器372测出流到负载408的电流为例如热机和发电机的 最大输出功率的26％～50％时，便会沿导线束276中的两条导线向燃料 流量控制器374送出信号。这个信号使燃料流量控制器374通过导线 对402给另一个弹簧加载的通常是关闭的电磁燃料阀396供电，使该 阀396打开以增大流到燃烧器298燃料流量。 当主控制器372测出流到负载408的电流为例如热机和发电机的 最大输出功率的51％～75％时，它便沿导线束376中的两条导线向燃料 流量控制器374发出信号，这个信号使燃料流量控制器374通过导线 对404向再一个弹簧加载的通常是关闭的电磁燃料阀398送电，使该 阀398打开，进一步增大流到燃烧器298的燃料流量。 为主控制器372测出流到负载408的电流为例如大于热机和发电 机的最大输出功率的75％时，它便沿导线束376中的两条导线向燃料流 量控制器374发出信号，该信号使燃料流量控制器374通过导线对406 给又一个弹簧加载的通常是关闭的电磁燃料阀400送电，使该阀400 打开，再进一步增大流到燃烧器298的燃料流量。反之，若测出的电 流减小到低于燃烧器工作所需的范围，上述系统便会关闭多余的弹簧 加载的通常是关闭的电磁燃料阀，直到打开的阀的数目与负载相匹配 为止。 在正常的工作状态下，输出电压控制器424通过导线426与主控 制器372相连接，该电压控制器424与来自发电机线圈320、322和 324的导线对410、412和414并联连接，发电机的输出频率与移位器 的频率相同。如果电流检测器416测出发生过载的情况，电压控制器 最好断开与负载408的连接，以保护发电机，在发电机的输出功率被 矫正时，移位器的工作频率也改变，以便使系统具有最高的效率。 因此，例如，反馈系统具有与可变流量的燃料阀294工作连接的 主控制器372和与输出端(负载408)相连接的电流检测器416，这样， 电流检测器416检测流过输出端的电流，而主控制器372则根据流过 负载的电流量调节供入燃烧器的燃料流量。 回热器 按照本发明的又一方面，提供一种回热器的新型结构。如图6a所 示，回热器42最好也是一种薄壁结构。具体地说，回热器42可用铜 板(可涂上诸如一氧化硅和/或二氧化硅之类的包覆层)、铝板(涂上 诸如一氧化硅和/或二氧化硅之类的包覆层)、不锈钢或镍基超合金板 制造，其厚度约为0.0005～0.005英寸，更好是约为0.001～0.002 英寸。 如图6a所示，回热器42具有一个(最好是多个)通过多个纵长 件210连接在一起的分段208。纵长件210在开口212的相对两侧隔 开，上述开口212形成分段208之间的热中断区，以便使从热端214 传导至冷端216的热量最少。因此，上述纵长件210最好是沿圆周方 向尽可能地薄，以便使分段208之间的热传导最少，但仍保持回热器 42应具有的足够的结构完整性，使回热器42可作为一个整体件来搬 运。在图1的实施例中，回热器42具有多个独立的分段208。 回热器42可用轧制成形的金属板制成。然后最好(例如通过冲压) 制出百叶窗(导向件)218和开口212。因此，可将材料制成圆管，然 后点焊在一起而成回热器42。还可以像图17、18a和18b所示的那样 做出副百叶窗(次级导向件)。另外，如图6e和6f所示，回热器42 可以用金属板重复折迭形成多个向外伸出部分213。所述的向外伸出部 分213最好是一个紧接一个的，以便使它们大致沿径向向外伸出。向 外伸出部分213之间的间隙使材料从折迭位置(点213a)改变为再次 折迭位置(点213b)，并形成一个平均直径为“d”(见图6f)的大 致为V形开口。在该大致为V形的开口内相邻的向外伸出部分213之 间形成一条沿回热器42纵向延伸的流道215。如图6f所示，这种回热 器42被折迭成一种可很好地安置在紧贴外壁12的内表面并具有一个 供移位置在其内部移动的中央孔217的环形带。如前所述，内壁30可 做成具有供移位器46在其内部移动的通道，所以回热器42安置在内 壁30与外壁12之间。 如图2a示例说明的那样，回热器42安装在外壁12与内壁30之 间的流体通道40内，而回热器最好延伸过流体通道40的大部分。如 图2a所示，当移位器46处于远离驱动器48的位置时，回热器42的 上端大致位于移位器46的顶部136，另外，回热器42的下端最好在内 套30的开口158附近。显然，回热器42的结构可在热机的其他部位 用作热交换器，只要该部位具有足够的强度来支承回热器的部件即 可。 为了改善工作流体与回热器42之间的热传导，回热器42上可做 出多个百叶窗218。该百叶窗218连续地沿回热器的长度方向延伸，或 者如图6a和6e所示，将百叶窗218做成多组219。图6d较详细地示 出典型的百叶窗218的细节。回热器42具有主体部分248。百叶窗218 可采用例如冲压法或现有技术中公知的其他方法做出来。如图6d所 示，每个百叶窗218具有一个从主体部分248伸出的斜角板252，和 两个位于斜角板252的前部256与主体部分248之间的相对凸缘250。 如图6d所示，一些百叶窗具有沿第一方向(例如图6d所示的向上方 向)伸出的斜角板，而另一些百叶窗则沿相反方向(例如图6d所示的 向下)伸出。示于图12d、17、18a和18b的结构均可用于回热器上的 百叶窗218。 在图6b和6c示出一个采用一圈构成图6a的回热器42所用部件 的热交换器。回热器42最好采用例如点焊法固定到外壁12和内壁30 之一的适当位置上。参看图6c，箭头表示流过百叶窗218的流体。百 叶窗218导引流体首先从主体部分248的一侧流到相对的一侧，然后， 一部分流体从上述的相对侧返回到主体部分248的起始侧。流体连续 流过主体部分248(从一侧到另一侧)改善了工作流体与回热器42之 间的热传导。具体地说，当工作流体从加热室140流过回热器42到达 冷却室160时，回热器42积集热量，该热量在工作流体从冷却室160 流到加热室140时又传回给工作流体。 显然，上述的百叶窗可设置在整个回热器42或其一部分位置上。 而且，回热器部件的分段208可用作通道64内或通道40上部内的热 交换器，只要设置定位件使内壁30和外壁12保持空间稳定即可，例 如可在内壁30的上端设置一个或多个环圈476(见图14)。 热交换器258也可装入流体通道40的位于加热区22(见图2a) 以及冷却区26内的部位上。该热交换器有助于将热交换器67的第一 通道86内的废气的热量传给从加热室140流到冷却室160的工作流 体。 热交换器258可采用与回热器42相同的材料制成。图6a具体地 示出了这种结构。图6b示出热交换器258具有多层带有图6a所示的 百叶窗的部件。用作回热器42或热交换器258的带百叶窗的主体部分 248的层数可根据热交换器258以及回热器42所需的热效率来改变。 例如，若流体通道40的径向厚度约为0.05英寸，那么，就只需要一 层的热交换器258(如图6a所示)。 示于图6e和6f的回热器的结构也可用作流体通道40的位于加热 区22以及冷却区26内的部位上的热交换器。这些热交换器可整体地 制成一个纵长件，或者制成独立的纵长分段件。 当位于加热区22和冷却区26的热交换器和回热器是由不同的分 段件构成时，每段的厚度“t”(见图6f)最好是不同的，以改善结构 的热交换特性。当流体与金属之间的温度差减小时，需要有附加的表 面积来保持流本与金属之间的传热速率。因此，在具有较低稳态温度 的分段中最好采用逐渐变薄的部件，以便增多单位空间的百叶窗数目 从而增大可用于传热的表面积。当流体从加热区向着冷却区流过各分 段件而冷却时，气体的体积减小，流动速度也降低。这种速度的降低 便降低了传热速率。若增多单位空间的百叶窗数目，便减小空穴的体 积(增加了百叶窗的密度)，从而有利地防止流体速度随其温度变化 而显著变化的情况，同时又保持最小的反压力。因此，最好设置多个 厚度不同的分段件，以便可改变百叶窗之间的间距，从而可在流体由 于在加热室与冷却室之间流动而改变温度的过程中使传热速率大致保 持恒定。 例如，如果上述的分段件是单独制成的，那么安装在加热区和冷 却区的热交换的百叶窗218最好互相隔开，使其平均直径“d”(见图 6f)为1～20倍于金属板厚度，更好的是为2～10倍于金属板厚度， 最好的约为4～5倍于金属板厚度，因此，分段件213附近的平均直径 “d”为0.001～0.020英寸，优选为0.002～0.012英寸，更好的是 为0.06英寸。另外，回热器的百叶窗218最好互相隔开，使其平均直 径“d”为1～10倍于金属板厚度，更好的是为2～5倍于金属板厚度， 最好的是约为3倍于金属板厚度。因此，分段件213附近的平均直径 为0.005～0.006英寸，优选为0.001～0.004英寸，更好的是0.002 英寸。回流器本身也可由多个独立的分段件串联构成。在此情况下， 例如，回流器可由3个分段构成，这3个分段是：厚度“t”为例如0.004 英寸的热段、厚度“t”为例如0.003英寸的中间段和厚度“t”为例 如0.001英寸的冷段。 当加热区22和冷却区26内的热交换器和回热器整体地做成时， 该系统最好由厚度“t”适合于所有分段(例如“t”约为0.001～0.004 英寸，最好约为0.002英寸)的合适的金属板制成。百叶窗218最好 互相隔开，使其平均直径“d”为1～10倍于金属板厚度，更好是2～5 倍于金属板的厚度，最好是约为3～4倍于金属板厚度。因此，分段件 213附近的平均直径“d”为0.002～0.020英寸，优选为0.004～0.010 英寸，更好是0.005英寸。 散热片 按照本发明的又一方面，提供一种热交换器的新型结构。如上所 述，在热交换器的任何气流通道中可设置有助于热机的结构件与工作 流体之间传热的机构。例如，在通道64、40、88和102中可设置这类 机构。最好在每个流体通道内设置至少一个热交换件或者说散热片。 在一个实施例中，如图14示例说明的那样，散热片做成可使流体在它 沿轴向流过热交换器时流过散热片。在另一个实施例中，散热片做成 并且排列成可在流体流过热交换器时产生一种被导引的流体流(例 如，见图12、12a、13和16)。可以设置多个独立的环形散热片。另 外，也可以设置多个独立的环形散热片。另外，也可以设置一个或多 个连续的螺旋形散热片(如图16所示)。在上述的每种情况下，散热 片在热交换器内构成多排的在流体流过热交换器时会碰到它的散热 片，因此，由散热片对流体的作用将几倍于流体流过热交换器时的作 用。在另一个实施例中，散热片最好具有导向件，这样，使散热片的 结构和排列可使流体形成流过散热片的主流，并产生流过主导向件的 次级流体流，从而加强流体与热交换器之间的热传导。图16、17、18a 和18b示出上述导向件的实例。导向件可做成并排列成可产生一种气 旋似的或者说涡流式的空气流(见图12e)或产生一种正交流动式的空 气流(见图12f)。 在热交换器的优选实施例中，如图1所示，散热片安置在两个互 相隔开而形成气流通道的同轴圆筒之间。第二气流通道位于两个同轴 圆筒中的内圆筒的内部或位于两个同轴圆筒中的外圆筒的外部。散热 片采用热交换器技术中公知的任何方法固定在热交换器的壁上，但是 最好是用机械方法固定到内壁和外壁中的一个或二者上并沿气流通道 全长延伸。但是，在热交换器的任何特定结构的通道中可采用特定结 构的散热片。例如，热交换器的横截面形状可以是采用构成第一流体 通道的正方形，并具有在通道中沿纵向隔开的散热片。多根大致平行 的管子(用于通入第二温度的流体)可沿纵向穿过散热片，从而构成 一种具有正方形截面的热交换器。 参看图12，环形散热片428具有上表面430、内侧面432、外侧 面434和下表面436。上表面430与下表面436是散热片428的相对 的表面。内侧面432和外侧面434是弯曲的，并有一部分压靠在圆筒 壁的沿纵向延伸的表面上(例如，图12b中的表面438)。这种环圈可 用在位于隔开的圆筒之间的流体通道内。例如，在通道64或102可置 入这种环圈(见图1)。为了在通道102内设置多个环形散热片428， 可将外燃烧器屏70安装在空气预热屏72内部，以形成通道102。可将 任何所需数目(最好是多个)的环形散热片一次一个地插入通道102 以其内侧面432和外侧面434对准入口104)，然后使环形散热片沿 上述的屏70和72的内壁滑动，直到将它们安置在所需位置为止。环 形散热片428的尺寸最好做成在将其置入通道102时其内侧面432和 外侧面434可彼此相向地移动，内侧面432与外侧面434之间的压力 可将环形散热片428机械锁定在适当位置上。施加在散热片428与上 述屏70和72之间的压力最好是足以保证在屏70和72的正常工作温 度范围内保持屏70和72与环形散热片428之间的传热速率。这样， 当通道102的尺寸在不同的热状态下发生变化时，环形散热片428与 通道102的壁之间将保持充分的接触，从而可确保保持所需的传热速 率。 图12a示出上述环形散热片的另一个实施例。在该实施例中，环 形散热片440具有相对的表面(即上表面446和下表面)和外侧面444 和内侧面442，其上、下表面基本上是平的(以便大致垂直于通过热交 换器的纵向流道)，其外侧面444像环形散热片428一样是弯曲的以 形成一种安装环，其内侧面442是不弯曲的。图1示出安装在通道102 内的这种环形散热片的实例。散热片440的外径要做成当它被置入环 形通道102时施加在外侧面444与外燃烧器屏72的内表面之间的压力 会使上述的安装环变形并将环形散热片440锁定在适当位置上。显然， 也可以仅将内侧面做成弯曲的面(或者说安装环)。例如，参看图1 示出的安装在通道88内的散热片，其内侧面442是弯曲的，以形成一 个类似于图12a的散热片440的安装部位的安装环，以便与置于环形 散热片内部的壁(在此情况下是内燃烧器屏68的壁)锁紧连接。散热 片的上表面最好是水平延伸的，以便使其前端圆滑。在本实施例中， 环形散热片的内径做成稍小于内燃烧屏68，以便在插入其内部时可与 内燃烧器屏68锁紧接合。因此，按照本发明的一个方面，设置多个有 气流通道穿过其内的散热片，以便与环形通道的内、外壁之一或二者 锁紧接合，从而在热交换器的整个工作温度范围内保持与相关的壁相 接触。上述的散热片的通道可做成开口456那样(见图12，12b)， 或者在散热片的叶片472之间形成通道474(见图13)。 如图16所示，可设置一个或多个螺旋形散热片448代替上述的多 个单独的环形散热片例如散热片428或440。在一个实施例中，图16 所示的螺旋形散热片448安装在内壁30与外壁12之间的环形通道 内。在该实施例中，螺旋形散热片448具有可分别与表面36和34锁 紧接合的弯曲的内侧面450和外侧面452。显然，螺旋形散热片448 也可以仅有一个侧面(内侧面或外侧面)是弯曲的，以便仅与一个壁 12或30锁紧接合。 散热片在热交换器中使用时，其结构最好允许流体流过它，以加 强流体与热交换器之间的热传导。在图12和12a的实施例中，散热片 428和440做成可绕整个内、外壁之间的环形间隙延伸。因此，散热片 428具有多个开口456。为了改善流体与热交换器(包括散热片428和 内、外壁的与散热片428相接触的表面)之间的热传导，可设置多个 导向件458。当气流沿圆2a的轴线A和方向沿纵向流动时，便碰到散 热片428的上表面430或下表面436，并流过开口456、从而在散热片 428与流过交换器的流体之间进行热传导。 如图12和12a所示，每个导向件458皆沿同一方向向上伸出。因 此，当流体沿纵向(或者说沿轴向)流过热交换器时，便由导向件458 偏转其方向而旋转，成为气旋式的流动。因此，例如，参看图12e的 实施例，多个散热片428安装在外壁12的外表面32上。当流体向上 流过开口456时，导向件458将使气流围绕外表面32气旋似地流动。 如图12c和12d示例说明的那样，一些导向件458从上表面446 向上伸出，另一些导向件则向下伸出。如图12c所示，导向件458可 沿相同方向伸出表面446之外，或者，也可如图12d所示那样，导向 件458彼此相向地伸出。最好是导向件458如图12d所示那样彼此相 向地伸出。 导向件458的末端460沿圆周离开它与上表面446相连接的位 置。当气流流过开口456时，它沿导向件456的下表面移动，直到它 碰上末端460为止。当流体碰到末端460时，便形成湍流。由于这种 湍流，一部分的流体(最好是至少约65％)持续地向下流过热交换器， 而使其余的流体沿相反方向流过相邻的开口456，到达散热片440的下 表面。因此，当流体沿轴向流过热交换器时，导向件458使一部分流 经热交换器的流体至少两次(最好是3次)流过散热片440。例如，当 流体流过热交换器时，一部分已经从下表面436向上表面436流过散 热片440的流体将沿相反方向从上表面430流到下表面436。这部分 流体随后可再次进入流过热交换器的纵向流体中，并再次从下表面436 流到上表面430，并且接着流过热交换器，而到达另一个散热片440。 图12f具体地示出上述情况。上述这种类型的流动，即利用导向件的 结构和排列使一部分已从第一相对侧面向第二相对侧面流过散热片的 流体再从第二相对侧面流到第一相对侧面的流动，称为“正交流动”。 这种流动是有益的，因为它使一部分流体与散热片440接触更长的时 间，从而加强了散热片440与流体之间的热传导。 导向件可采用几种方法制成。如图12c和12d所示，导向件458 是一种从表面446切出或冲压而成的凸缘。在此情况下，导向件458 只有一条边与散热片本体相连接。图17、18a和18b示出另一种结构 的导向件。在该实施例中，导向件462有1个以上的表面与散热片相 连接。具体地说，如图17、18a和18b所示，导向件462具有一个横 向的或者说径向的边464，该边464与上表面454以及相对的也与上 表面454相连接的纵向边466相连接。增大导向件462与散热片之间 的接触表面可使导向件462与散热片之间有更多的热传导。从而改善 导向件462与流过开口456的流体之间的热传导，导向件462可采用 冲压法制成，这种导向件462可设置在本文所述的任何形成的散热片 上。 在一个替换实施例中，散热片可以包含具有径向叶片的环形件。 具体地说，如图13所示，散热片468具有一个毂470(它可以是弯曲 的内侧面或者说安装环470)和多个向外伸出(最好是沿径向向外伸 出)的叶片472(或者具有一个毂和多个向内伸出的叶片)。叶片472 最好相对于散热片468的平面成一角度，以便导引气流按预定的模式 流过热交换器。相邻叶片472之间的间隙是一条流体可流过的通道 474。显然，叶片472的取向可沿同一方向(如同图12的导向件458 的情况那样)，从而在热交换器中形成像图12e所示那样的旋流。应 当明白，可以是一些叶片472向上导引流体，而另一些叶片则向下导 引流体(按与图12c和12d的导向件458相同的方式)，以产生图12f 所示的正交流动。还应明白，如散热片440一样，径向叶片472最好 是基本上延伸过整个同心圆筒之间的环形间隙(最好是延伸过整个间 隙)以便尽可能多地导引气流流过通道474。 在某些情况下，可能需要限制在流体与散热片之间传递的热量的 大小。在此情况下，散热片可只设置开口而没有任何导向件。图14示 出这种散热片的实例，在本实施例中，散热片是一种具有多个设置在 上表面480上的开口(例如圆形开口)478的环圈476。且其内侧面 482和外侧面484也可以象图14所示那样是弯曲的。 在又一个优选实施例中，导向件本身又具有导向件，以便当流体 流过热交换器时使流体流过导向件。图16示出这种导向件的实例。在 本实施例中，导向件458具有至少一个(最好是多个)设置在它上面 的开口486。例如，参看图17，导向件462具有多个设置在它上面的 开口486，当流体流过散热片中的开口456时，一些流体将流过开口 486。最好是如图18a和18b所示，导向件是一种主导向件并具有多个 设置在它上面的次级导向件488或者说副百叶窗。显然，次级导向件 可采用散热片440的制造技术制成(例如它可以是一种带凸缘的或者 说冲压的开口)或采用散热片468的制造技术制成(例如它可以是穿 过叶片的通道)。如同在主导向件的情况那样，次级导向件最好也与 每个次级开口486相连接。如图18a所示，全部次级导向件488的取 向可以沿同一方向，以便当流体沿轴向从下表面490向上表面492流 过散热片时，流体仅有一次(也就是单方向地)从导向件462的下表 面或者说内表面492流到导向件462的上表面或者说外表面(内表面 494与外表面496是相对的表面)。在图18b的替换实施例中，一些 次级导向件488从上表面496向上伸出，另一些则从下表面494向下 伸出。如图18b所示，各导向件可以交错地向上、向下伸出，或者按 其他任意的任何模式伸出(如同图12c和12d实施例中的主导向件458 的情况那样)。在此情况下，当流体沿轴向从散热片的下表面490向 上表面492流过热交换器时，由于次级导向件488造成的湍流而使一 部分流体至少两次流过主导向件462，从而产生类似于图12f所示的正 交流动。显然，也可以在叶片472上设置开口(最好是与次级导向件 488相连通的开口)。在另一个实施例中，叶片472可设置为次级导向 件。 按照本发明的又一方面，上述的任一种散热片都可安置在外壁12 的外表面上(如图1所示)，以帮助流体在冷却室160中冷却。这些 散热片可构成热机的外周边。另外，如图1所示，还可设置另一个外 圆套筒522，该圆套筒522可以是空气预热屏72的延伸段，空气流道 524则是预热空气流道102的延伸段，它可用于将冷却室的热传给燃烧 的空气。如图1所示，热交换器的散热片330将外壁12的热传给待燃 烧的空气传热。也可以安装一个风扇以产生一股通过空气流道524的 强制对流的气流，产生这种气流的该风扇可安装在任何位置。如图1 所示，风扇安装在进入空气流道524的入口附近，它具有一个马达526 和一个由该马达带动的风扇叶片528。无论马达526还是风扇叶片528 最好都是环形的。它们可以安装在构成空气流道524的一个壁或两个 壁上(也就是图1的实施例中的安装在外壁12和/或圆套筒522)上。 如果风扇地片528是环形的，那么它可安装在一个与环形马达526传 动连接的环形的风扇支座530上。 按照本发明的又一方面，上述的各种结构的散热片可安置在图1 所示的加热杯44的内表面60上(如图1中标号532所示)，以帮助 从燃烧器92内的燃气向加热杯44的壁(燃烧室壳体)传导热量。 熟悉本技术的人们都会明白，可以对本发明公开的热机和闪光灯 进行其他的改进，所有这些改进全都应包括在下述权利要求的范围之 内。例如，回热器42的结构和带百叶窗的热交换器的结构可用于任何 用途的热交换装置中。 现有技术中公知的任何热交换器结构都可采用本发明提出的薄壁 结构，以构成一种在加热杯44产生的热废气与热机的工作流体之间的 热交换装置。为了提高热机的热效率，待燃烧的空气可以例如采用废 气进行预热。