[發明專利]利用空氣熱能輸出動力、制冷、淡水的冷態發動機

有效

• 申請號: 201280055288.1
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103930672B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 劉金陽
• 申請（專利權）人: 劉金陽
• 主分類號: F03G7/10
• 分類號: F03G7/10;F03G7/04;F01C1/22;F01K25/10;F01K27/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

1.一種利用空氣熱能輸出動力、制冷和淡水的冷態發動機或裝置由汽化器、高壓膨脹機、高壓工質泵、空氣換熱器、循環泵、發電機、管、閥儀表相互連通可運作組成，用單原子或雙原子氣體做工質，根據深冷工質熱力-制冷循環和無霜兩級換熱循環工作原理，需一次性加注深冷液體或高壓氣體做工質和啟動動力，深冷工質液體吸收空氣熱能汽化膨脹為高壓蒸汽，進入膨脹機推動活塞輪轉動，經歷絕熱膨脹過程，輸出機械功和深冷冷量，空氣換熱器輸出制冷，冷凝水和干空氣。

2.如權利要求1所述的冷態發動機，其中，深冷工質熱力-制冷循環又稱第一級循環由汽化器，高壓膨脹機，高壓工質泵3個主件和管，閥，儀表等輔件相互連接可操作組成。

3.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，深冷工質熱力–制冷循環又稱第一級循環由3個相連的熱力過程組成；即汽化器的定壓吸熱過程、膨脹機的絕熱膨脹過程和工質泵的等熵壓縮過程。

4.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，至少用一個汽化器來產生高壓蒸汽，并將其安裝在高壓工質泵和高壓膨脹機之間，汽化器殼側流高壓工質，管側流低壓傳熱液。

5.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，在汽化器和高壓工質泵之間至少要安裝一個膨脹機，其功能是輸出機械功和深冷冷量。

6.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，在膨脹機和汽化器之間至少要安裝一個高壓工質泵來將膨脹機出口的工質升壓，泵回汽化器。

7.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，在汽化器和膨脹機之間連通安裝一個儲罐來增大容積和過熱蒸汽。

8.如權利要求1所述的冷態發動機，其中，用單原子氣體(如氮氣，氦氣)或其混合物(如空氣)或雙原子氣體(如二氧化碳)做工質。

9.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，需一次性加注深冷液體或高壓氣體做工質和啟動動力。

10.如權利要求1或2所述的冷態發動機，其中，采用工質氣–液相變循環技術。

11.如權利要求10所述的冷態發動機，其中，循環的工質初壓參數(P1)要根據氣態工質的液化溫度(T2)來設定，并采用大膨脹比(P1：P2＝120–150)。

12.如權利要求1至11中任一所述的冷態發動機，其中，采用由第一級循環和第二級循環組成的無霜兩級換熱循環技術，第一級循環由汽化器、膨脹機、工質泵組成，第二級循環由汽化器、空氣換熱器、循環泵組成。

13.如權利要求12所述的冷態發動機，其中，第一級循環和第二級循環通過汽化器偶聯組成。

14.如權利要求12或13所述的冷態發動機，其中，用水或低冰點防凍液做傳熱液。

15.如權利要求14所述的冷態發動機，其中，空氣換熱器的工作溫度通過調節第二循環中傳熱液的循環流量來達到。

16.如前述權利要求中任一項所述的冷態發動機，其中，膨脹機、工質泵及其連接管的外表面都包覆絕熱層，以降低傳熱。

17.如前述權利要求中任一項所述的冷態發動機，其中，高壓膨脹機輸出的機械功可直接用作車，船，飛行器和多種機械的動力，還可進一步轉化為電能，熱能利用。

18.如權利要求17所述的冷態發動機，其中，該膨脹機是一款高壓膨脹機，其輸出的機械功，因為耗散效應，功將變為廢熱釋放到大氣中，而大氣熱能又能被本發明吸收利用，因此形成熱能循環利用方法。

19.如前述權利要求中任一項所述的冷態發動機，其中，可用作鋼鐵廠、水泥廠等工業耗能大戶的供能裝置，并且是采用閉式熱能循環利用方法。

20.如前述權利要求中任一項所述的冷態發動機，其中，高壓膨脹機輸出的深冷冷量(-196℃～-210℃)，采用相應的換熱技術和裝置可以實現深冷冷量的分級利用(空調，20–25℃，冰箱，4～-80℃，材料深冷處理，-120℃～-160℃，空氣液化，-196℃～-210℃)，因此可制成多種制冷設備。