[發明專利]電磁助力空氣動力發電機系統

有效

• 申請號: 201110373222.4
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN103133037A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 周登榮;周劍
• 申請（專利權）人: 周登榮;周劍
• 主分類號: F01B23/10
• 分類號: F01B23/10;F01B1/02;F01B25/02;F01B31/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;趙德蘭

技術領域

本發明涉及發電機系統，具體而言，涉及一種以壓縮空氣作為動力源的采用電磁助力器的發電機系統。

背景技術

常規的發電機系統所采用的動力源多數是采用燃油的活塞式發動機。這種采用燃油作為動力源的發動機一方面因燃油燃燒不充分，使得排出的氣體中含有大量的有害物質而污染環境，另一方面因使用的燃油是從石油中提煉而獲得，石油資源的日益緊缺使得作為動力源的燃油發動機的發展和利用受到越來越多的限制。因此開發新的、潔凈的、無污染的替代能源，或者盡可能地減少燃油消耗、降低排放成為發動機發展中急需解決的問題。為此，各國經歷了復雜而艱辛的探索之路，研究和開發了多種動力源，比如代用燃料、電動驅動、燃料電池和太陽能電池等。但是，各種新的動力源或它們構成的混合動力源均存在不足之處，因而，迫切需要一種沒有污染、用之不竭的新型能源，壓縮空氣動力源正好滿足了這種要求。

最早研究以壓縮空氣作為動力源的為法國MDI公司的設計師Guy?Negre，它提出了壓縮空氣發動機的概念，試圖解決“零排放”與可循環能源的利用問題，從此揭開了發動機研究的新篇章，并于2002年推出了第一款純空氣動力的經濟型家用橋車。壓縮空氣壓縮機使用高壓壓縮空氣作為動力源，空氣作為介質，在壓縮空氣發動機工作時，將壓縮空氣存儲的壓力能轉換為其他形式的機械能。關于壓縮空氣發動機的研究可見FR2731472A1、US6311486B1、US20070101712A1等。

FR2731472A1公開了一種可在燃料供應和壓縮空氣供應兩種模式下工作的發動機，在高速公路上采用普通燃料如汽油或柴油，在低速特別是市區和市郊，將壓縮空氣(或其他任何非污染的壓縮氣體)注入燃燒室。這種發動機雖然部分地降低了燃料消耗，由于仍然采用了燃油工作模式，排放問題依然未能解決。

為了進一步減輕污染，US6311486B1公開了一種純空氣動力發動機，這種類型的發動機采用了三個獨立的室：吸氣-壓縮室、膨脹排氣室和恒定容積燃燒室，并且吸氣-壓縮室通過閥連接到恒定容積燃燒室，恒定容積燃燒室通過閥連接到膨脹排氣室。這種發動機的問題之一是壓縮氣體從吸氣-壓縮室到膨脹排氣室經歷的時間較長，獲得驅動活塞做功的動力源氣體時間較長，同時，從膨脹排氣室排出的高壓氣體未能得到使用，這就限制了這類發動機的工作效率及單次充氣持續工作時間。

國內一些研究人員和單位也對壓縮空氣發動機進行了研究，但絕大多數集中在壓縮空氣動力發動機的可行性及工作原理上，比如許宏等(“壓縮空氣動力汽車的可行性研究”，《中國機械工程》第13卷第17期第1512-1515頁，2002年9月)。國內一些專利文獻比如CN1851260A、CN100560946C、CN101705841A雖也對壓縮空氣發動機進行了研究，但多屬于理論研究和概念設計，均未能解決壓縮空氣的排放(通常具有較高的壓力，比如30bar左右)以及高壓壓縮空氣的控制和分配問題，離壓縮空氣發動機的產品化過程還有很長的路要走。

本申請的申請人在其專利文獻CN101413403?A(其同族國際申請為WO2010051668?A1)中公開一種可用于交通運輸工具的空氣動力發動機總成，該發動機包括儲氣罐、空氣分配器、發動機、聯動器、離合器、自動變速器、差速器以及置于排氣室內的葉輪發電機。這種發動機利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實現了“零排放”，并且重復利用廢氣進行發電，節省了能源，降低了成本。但這種發動機是基于傳統的四沖程發動機，曲軸每旋轉720度，活塞做功一次。而作為動力源的高壓空氣可以在進入氣缸內時即可推動活塞做功，而后排放，即壓縮空氣發動機的沖程實際為進氣-膨脹沖程和排放沖程。顯然，專利文獻CN101413403?A所公開的這種四沖程壓縮空氣發動機大大浪費了有效的做功沖程，限制了發動機的效率。并且這種發動機的尾氣未能很好地循環利用起來，需要足夠大的儲氣罐儲備高壓空氣才能工作足夠長的時間，這就降低了壓縮空氣發動機在工業上的應用前景。