空氣能活塞發(fā)動的制造方法
【專利摘要】空氣能活塞發(fā)動機(jī)，由空氣采集壓縮裝置（1）、空分冷卻液-氣化裝置（2）、活塞發(fā)動機(jī)（3）和移動壓縮裝置(4)構(gòu)成；所述空氣采集壓縮裝置（1），由風(fēng)/電壓縮機(jī)（11）、儲罐（12）、高壓泵（13）和固定高壓儲罐（14）構(gòu)成；所述空分冷卻液-氣化裝置（2）由空分裝置（21）、冷卻液發(fā)生器（22）、冷液儲罐（23）和液氮?dú)饣b置（24）構(gòu)成；所述活塞發(fā)動機(jī)（3）由高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)總成（31）和冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成（32）構(gòu)成；所述移動壓縮裝置（4）由移動低壓儲罐（41）、移動高壓儲罐（411）、小型高壓泵（412）、移動液氮儲罐（42）和氣化泵（421）構(gòu)成。本實(shí)用新型高效吸收空氣能，利用高壓驅(qū)動和液-氣化膨脹驅(qū)動活塞發(fā)動機(jī)作功。
【專利說明】空氣能活塞發(fā)動機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新能源機(jī)械動力【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是利用空氣能轉(zhuǎn)換機(jī)械能【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前廣泛應(yīng)用油、氣和電等作為發(fā)動機(jī)的主要動力原料，而應(yīng)用空氣能作為主要動力原料則是可再生能源的一個創(chuàng)新開發(fā)方向。參考汽車汽油活塞發(fā)動機(jī):通過汽油與空氣為混合動力原料，壓縮室內(nèi)的膨脹爆炸作功壓力在5Mpa左右，溫度在2，200-2，800K之間，以排量2.0為例，產(chǎn)生的最高轉(zhuǎn)速在5，000-6, OOOrmp之間，扭矩在150_200Nm之間，功率約為10kW左右。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型通過高效利用吸收大量自然空氣，利用高壓驅(qū)動和利用空分冷卻液-氣化膨脹兩種方式驅(qū)動活塞發(fā)動機(jī)作功。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]空氣能活塞發(fā)動機(jī)，由空氣采集壓縮裝置1、空分冷卻液-氣化裝置2、活塞發(fā)動機(jī)3和移動壓縮裝置4構(gòu)成；所述空氣采集壓縮裝置1，由風(fēng)/電壓縮機(jī)11、儲罐12、高壓泵13和固定高壓儲罐14構(gòu)成；所述空分冷卻液-氣化裝置2由空分裝置21、冷卻液發(fā)生器22、冷液儲罐23和液氮?dú)饣b置24構(gòu)成；所述活塞發(fā)動機(jī)3由高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)總成31和冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32構(gòu)成；所述移動壓縮裝置4由移動低壓儲罐41、移動高壓儲罐411、小型高壓泵412、移動液氮儲罐42和氣化泵421構(gòu)成。
[0006]上述方案中的風(fēng)/電壓縮機(jī)11，由風(fēng)機(jī)111產(chǎn)生的風(fēng)動能5驅(qū)動風(fēng)力壓縮機(jī)112，將靜止空氣6吸收壓縮儲存，在無風(fēng)的狀態(tài)下，由電動壓縮機(jī)113驅(qū)動，分別將靜止空氣6采集壓縮進(jìn)入儲罐12存儲。
[0007]上述方案中的高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31，由儲罐12經(jīng)過一級壓縮的壓縮空氣動能61通過以下三個裝置輸送做功:
[0008]A.壓縮空氣動能61驅(qū)動高壓泵13工作，不需要電力驅(qū)動，高壓泵13輸入空氣驅(qū)動壓力0.5-lMpa輸出的高壓空氣62動能壓力可達(dá)到90Mpa，其輸入與輸出比例高達(dá)1:100,高壓空氣62通過高壓噴嘴311噴射直接進(jìn)入高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31的膨脹室312內(nèi)，直接驅(qū)動活塞連桿313往復(fù)作功，所述膨脹室312內(nèi)作功壓力達(dá)到30Mpa ；
[0009]B.從固定儲iip 12中將壓縮空氣動能61注入可充式移動儲iig 41，釋放移動儲iig 41儲存的壓縮空氣動能61，通過小型高壓泵412加壓形成高壓空氣62動能，由噴嘴311噴射進(jìn)入移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31的膨脹室312內(nèi)做功。
[0010]C.從固定高壓儲罐14中將高壓空氣動能62注入可充式移動高壓儲罐411，釋放移動高壓儲罐411儲存的高壓空氣動能62，由噴嘴311噴射進(jìn)入移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31的膨脹室312內(nèi)做功。
[0011]上述方案中的冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32，釋放冷液儲罐23儲存在-195.8°C以下、壓力1.5Mpa的液氮7，通過以下兩個裝置輸送做功:
[0012]A.液氮7經(jīng)過液氮?dú)饣b置24，形成容積膨脹697倍、膨脹力增加10多倍、壓力達(dá)到1Mpa的氮?dú)?1動能，通過氮?dú)鈬娮?21直接噴射進(jìn)入冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成(32)的低溫膨脹室322內(nèi)，與自然空氣混合，驅(qū)動其活塞連桿323往復(fù)作功，所述低溫膨脹室322內(nèi)溫度在_80°C左右，作功壓力達(dá)到6Mpa ；
[0013]B.從固定冷液儲罐23中將液氮7補(bǔ)充注入可充式移動液氮儲罐42，將液氮7釋放通過催化器421氣化膨脹氮?dú)?1，通過氮?dú)鈬娮?21噴射進(jìn)入冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32的低溫膨脹室322內(nèi)做功。
[0014]上述方案中所述冷的卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32，其低溫膨脹室322內(nèi)排出的低溫排氣72通過低溫儲氣罐33儲存為制冷源工質(zhì)原料。
[0015]本實(shí)用新型所述空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其裝置分為固定式和移動式，所述的空氣采集壓縮裝置I和空分冷卻液-氣化裝置2為固定安裝配置，所述的活塞發(fā)動機(jī)3可設(shè)置為固定式或移動式，
[0016]所述的移動壓縮裝置4特定為汽車、移動發(fā)電等可移動機(jī)電設(shè)備總成選擇安裝的移動配套，固定式裝置不需要設(shè)置移動壓縮裝置4。
[0017]本實(shí)用新型遵循能量守恒定律，通過吸收風(fēng)能5移動空氣動能和靜止空氣6，經(jīng)過二級壓縮和空分-液化-氣化過程，分別形成高壓空氣62動能和液氮7氣化大容積膨脹氮?dú)?1動能，驅(qū)動活塞發(fā)動機(jī)工作。而氮?dú)?1來源于空氣，占空氣78.12%，為無毒無味氣體，冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)排出的低溫排氣72可作為制冷源工質(zhì)原料。本實(shí)用新型其電動壓縮機(jī)113、空分裝置21等耗電與發(fā)動機(jī)獲得有效功率為1:10，實(shí)現(xiàn)清潔可再生能源循環(huán)利用。
[0018]本實(shí)用新型其有益效果是通過大量吸收空氣能驅(qū)動活塞發(fā)動機(jī)，高效利用清潔可再生能源應(yīng)用在汽車，機(jī)電等行業(yè)中，可取代油、氣和煤等化石能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖一是本實(shí)用新型空氣能活塞發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020]圖二是空氣能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能方法示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]參閱圖一，本實(shí)用新型所述的空氣能活塞發(fā)動機(jī)，由空氣采集壓縮裝置1、空分冷卻液-氣化裝置2、活塞發(fā)動機(jī)3和移動壓縮裝置4構(gòu)成；所述空氣采集壓縮裝置1，由風(fēng)/電壓縮機(jī)11、儲罐12、高壓泵13和固定高壓儲罐14構(gòu)成；所述空分冷卻液-氣化裝置2由空分裝置21、冷卻液發(fā)生器22、冷液儲罐23和液氮?dú)饣b置24構(gòu)成；所述活塞發(fā)動機(jī)3由高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)總成31和冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32構(gòu)成；所述移動壓縮裝置4由移動低壓儲罐41、移動高壓儲罐411、小型高壓泵412、移動液氮儲罐42和氣化泵421構(gòu)成。
[0022]本實(shí)施方式的風(fēng)/電壓縮機(jī)11，由風(fēng)機(jī)111產(chǎn)生的風(fēng)動能5驅(qū)動風(fēng)力壓縮機(jī)112，將靜止空氣6吸收壓縮儲存，在無風(fēng)的狀態(tài)下，由電動壓縮機(jī)113驅(qū)動，分別將靜止空氣6采集壓縮進(jìn)入儲罐12存儲。
[0023]本實(shí)施方式的高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31，由儲罐12經(jīng)過一級壓縮的壓縮空氣動能61通過以下三個裝置輸送做功:
[0024]A.壓縮空氣動能61驅(qū)動高壓泵13工作，不需要電力驅(qū)動，高壓泵13輸入空氣驅(qū)動壓力0.5-lMpa輸出的高壓空氣62動能壓力可達(dá)到90Mpa，其輸入與輸出比例高達(dá)1:100，高壓空氣62通過高壓噴嘴311噴射直接進(jìn)入高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31的膨脹室312內(nèi)，直接驅(qū)動活塞連桿313往復(fù)作功，所述膨脹室312內(nèi)作功壓力達(dá)到30Mpa ；
[0025]B.從固定儲iip 12中將壓縮空氣動能61注入可充式移動儲iig 41，釋放移動儲iig 41儲存的壓縮空氣動能61，通過小型高壓泵412加壓形成高壓空氣62動能，由噴嘴311噴射進(jìn)入移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31的膨脹室312內(nèi)做功；
[0026]C.從固定高壓儲罐14中將高壓空氣動能62注入可充式移動高壓儲罐411，釋放移動高壓儲罐411儲存的高壓空氣動能62，由噴嘴311噴射進(jìn)入移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31的膨脹室312內(nèi)做功。
[0027]本實(shí)施方式的冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32，釋放冷液儲罐23儲存在-195.8°C以下的液氮7，通過以下兩個裝置輸送做功:
[0028]A.經(jīng)過液氮?dú)饣b置24，形成容積膨脹697倍、膨脹力增加十多倍的氮?dú)?1，通過氮?dú)鈬娮?21直接噴射進(jìn)入冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32的低溫膨脹室322內(nèi)，與自然空氣混合，驅(qū)動其活塞連桿323往復(fù)作功，所述低溫膨脹室322內(nèi)溫度在-80°C左右，作功壓力達(dá)到6Mpa ；
[0029]B.從固定冷液儲罐23中將液氮7補(bǔ)充注入可充式移動液氮儲罐42，將液氮7釋放通過催化器421氣化膨脹氮?dú)?1，通過氮?dú)鈬娮?21噴射進(jìn)入冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32的低溫膨脹室322內(nèi)。
[0030]本實(shí)施方式的冷的卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32,其低溫膨脹室322內(nèi)排出的低溫排氣72通過低溫儲氣罐33儲存為制冷源工質(zhì)原料。
[0031]本實(shí)施方式的空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其裝置分為固定式和移動式，所述的空氣采集壓縮裝置I和空分冷卻液-氣化裝置2為固定安裝配置，所述的活塞發(fā)動機(jī)3可設(shè)置為固定式或移動式，所述的移動壓縮裝置4特定為汽車、移動發(fā)電等可移動機(jī)電設(shè)備總成選擇安裝的移動配套，固定式裝置不需要設(shè)置移動壓縮裝置4。
[0032]參閱圖二，本實(shí)用新型遵循能量守恒定律，通過吸收風(fēng)能5移動空氣動能和靜止空氣6，經(jīng)過二級壓縮和空分-液化-氣化過程，分別形成高壓空氣62動能和液氮7氣化大容積膨脹氮?dú)?1動能，驅(qū)動活塞發(fā)動機(jī)工作。而氮?dú)?1來源于空氣，占空氣78.12%，為無毒無味氣體，冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)排出的低溫排氣72可作為制冷源工質(zhì)原料。本實(shí)用新型其電動壓縮機(jī)113、空分裝置21等耗電與發(fā)動機(jī)獲得有效功率為1:10，實(shí)現(xiàn)清潔可再生能源循環(huán)利用。
[0033]實(shí)施例一:
[0034]應(yīng)用汽車移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)31，以壓縮空氣動能61為原料，一罐氣行程約500KM，以4缸4沖程總排量2L計，最高轉(zhuǎn)速5，000rpm，可充式移動儲罐41儲存1.5Mpa、60L的壓縮空氣動能61，膨脹室312內(nèi)壓力達(dá)到30Mpa，根據(jù)功率公式P= (nVp)/30t, (η:轉(zhuǎn)速rpm，V:排量L，P:缸內(nèi)平均壓力MPa，t:發(fā)動機(jī)沖程，4沖程t=4)，發(fā)動機(jī)功率為(3000X2X30) /30X4=1500KW。
[0035]由于空氣壓力大，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生功率遠(yuǎn)大于同等排量汽油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的功率。
[0036]實(shí)施例二:
[0037]與實(shí)施例一應(yīng)用原理結(jié)構(gòu)相同，不同之處是以高壓空氣動能62為原料，可充式高壓儲罐411儲存90Mpa、60L的高壓空氣動能62，其汽車行程距離更遠(yuǎn)，或功率更大。
[0038]實(shí)施例三:
[0039]應(yīng)用發(fā)電固定式冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32,以液氮62與空氣為混合動能原料:液氮62經(jīng)過液氮?dú)饣b置24，形成容積膨脹697倍的氮?dú)?1，通過氮?dú)鈬娮?21直接噴射進(jìn)入冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成32的低溫膨脹室322內(nèi)，與自然空氣混合，驅(qū)動其活塞連桿323往復(fù)作功，低溫膨脹室322內(nèi)溫度在_80°C、壓力達(dá)到6Mpa，發(fā)動機(jī)排出的低溫排氣72可作為制冷源工質(zhì)。
[0040]以4缸4沖程總排量100L計，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在1，OOOrpm,根據(jù)功率公式計算，P=(nVp) /30t，發(fā)動機(jī)功率(1000X100X6) /30X4=5，000KW。
【權(quán)利要求】
1.空氣能活塞發(fā)動機(jī)，由空氣采集壓縮裝置(I)、空分冷卻液-氣化裝置(2)、活塞發(fā)動機(jī)(3)和移動壓縮裝置(4)構(gòu)成；所述空氣采集壓縮裝置(1)，由風(fēng)/電壓縮機(jī)(11)、儲罐(12)、高壓泵(13)和固定高壓儲罐(14)構(gòu)成；所述空分冷卻液-氣化裝置(2)由空分裝置(21)、冷卻液發(fā)生器(22)、冷液儲罐(23)和液氮?dú)饣b置(24)構(gòu)成；所述活塞發(fā)動機(jī)(3)由高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)總成(31)和冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成(32)構(gòu)成；所述移動壓縮裝置(4)由移動低壓儲罐(41)、移動高壓儲罐(411)、小型高壓泵(412)、移動液氮儲罐(42)和氣化泵(421)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于:所述風(fēng)/電壓縮機(jī)(11)，由風(fēng)機(jī)(111)產(chǎn)生的風(fēng)動能(5)驅(qū)動風(fēng)力壓縮機(jī)(112)，將靜止空氣(6)吸收壓縮儲存，在無風(fēng)的狀態(tài)下，由電動壓縮機(jī)(113)驅(qū)動，分別將靜止空氣(6 )采集壓縮進(jìn)入儲罐(12 )存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于:所述高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)(31)，由儲罐(12)經(jīng)過一級壓縮的壓縮空氣動能(61)通過以下三個裝置輸送做功: A.壓縮空氣動能(61)驅(qū)動高壓泵(13)工作，不需要電力驅(qū)動，高壓泵(13)輸入空氣驅(qū)動壓力0.5-lMpa輸出的高壓空氣(62)動能壓力可達(dá)到90Mpa，其輸入與輸出比例高達(dá)1:100，高壓空氣(62)通過噴嘴(311)噴射直接進(jìn)入高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)(31)的膨脹室(312)內(nèi)，直接驅(qū)動活塞連桿(313)往復(fù)作功，所述膨脹室(312)內(nèi)作功壓力達(dá)到30Mpa ; B.從固定儲iip(12)中將壓縮空氣動能(61)注入可充式移動儲iig(41)，釋放移動儲iig(41)儲存的壓縮空氣動能(61)，通過小型高壓泵(412)加壓形成高壓空氣(62)動能，由噴嘴(311)噴射進(jìn)入移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)(31)的膨脹室(312)內(nèi)做功； C.從固定高壓儲罐(14)中將高壓空氣動能(62)注入可充式移動高壓儲罐(411)，釋放移動高壓儲罐(411)儲存的高壓空氣動能(62)，由噴嘴(311)噴射進(jìn)入移動式高壓空氣活塞發(fā)動機(jī)(31)的膨脹室(312)內(nèi)做功。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于:所述冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成(32)，釋放冷液儲罐(23)儲存在-195.8°C以下、壓力1.5Mpa的液氮(7)，通過以下兩個裝置輸送做功: A.液氮(7)經(jīng)過液氮?dú)饣b置(24)，形成容積膨脹697倍、膨脹力增加10多倍、壓力達(dá)到1Mpa的氮?dú)?71)，通過氮?dú)鈬娮?321)直接噴射進(jìn)入冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成(32 )的低溫膨脹室(322 )內(nèi)，與自然空氣混合，驅(qū)動其活塞連桿(323 )往復(fù)作功，所述低溫膨脹室(322)內(nèi)溫度在_80°C左右，作功壓力達(dá)到6Mpa ； B.從固定冷液儲罐(23)中將液氮(7)補(bǔ)充注入可充式移動液氮儲罐(42)，將液氮(7)釋放通過催化器(421)氣化膨脹氮?dú)?71)，通過氮?dú)鈬娮?321)噴射進(jìn)入移動式冷卻液-氣化活塞發(fā)動機(jī)總成(32)的低溫膨脹室(322)內(nèi)做功。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于:所述低溫膨脹室(322)內(nèi)排出的低溫排氣(72)通過低溫儲氣罐(33)儲存作為制冷源工質(zhì)原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣能活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于:所述裝置分為固定式和移動式，所述的空氣采集壓縮裝置(I)和空分冷卻液-氣化裝置(2)為固定安裝配置，所述的活塞發(fā)動機(jī)(3)可設(shè)置為固定式或移動式，所述的移動壓縮裝置(4)特定為汽車、移動發(fā)電等可移動機(jī)電設(shè)備總成選擇安裝的移動配套，固定式裝置不需要設(shè)置移動壓縮裝置(4)。
【文檔編號】F04B35/02GK204098960SQ201420417773
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】嚴(yán)基銘, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:嚴(yán)基銘