[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

技術領域

本發明屬新能源領域，是一款能方便高效利用空氣熱能輸出動力、制冷和淡水的冷態發動機或裝置，特別是組成該冷態發動機或裝置的“深冷工質熱力-制冷循環”，“無霜兩級換熱循環”等根本方法，和“高壓膨脹機”等關鍵裝置。

發明背景

大氣是一個低溫熱源庫，具有巨大的熱能。大氣熱能主要來自太陽能，其次是地熱能和人類各種能源消費活動(如煤，油，氣，電等的使用)釋放到大氣中的廢熱。可以說大氣是一個具有無窮無盡熱能的“能量海”。

然而現有的熱力學理論，方法和裝置均不能利用這一隨處可取，無窮無盡的大氣熱能來輸出有用功或電力。

之前，曾報道多種方法和裝置試圖利用環境熱能做功或輸出電力，但無一成功。而與本發明相似的方法和裝置迄今未見報道。

在此文中對任何文件，方法或物品所做的參考或討論，除非特別說明，都不代表所參考或討論的文件，方法，物品或者任何一種組合，或在優先權日期時是公眾知識或者與此描述有關的其他問題解決方案。

發明目的

本發明的目的是提供一種裝置和方法，以克服或顯著改善公知技術的短處和限制，或者提供給公眾一種有用的選擇。本發明的另一目的是提供一種可以在一系列功能性需求上有用的裝置和方法。

發明簡介

相應地，在本發明的第一方面，本發明利用空氣熱能輸出動力、制冷、淡水的冷態發動機或裝置，由兩級循環即第一級循環和第二級循環組成。

第一級循環由膨脹機、汽化器和工質泵三個主件組成，工質泵安裝在膨脹機和汽化器之間。

第二級循環由汽化器、空氣換熱器和循環泵三個主件組成，循環泵安裝在汽化器和空氣換熱器之間。

其中，膨脹機、汽化器、工質泵、空氣換熱器、循環泵經管道連接組成。

優選地，本裝置還包括一個儲罐，安裝在汽化器和膨脹機之間并相互連通。

優選地，儲罐上安裝有溫度表和壓力表，以監測顯示儲罐內的溫度和壓力。

優選地，各部件通過包括管道的連接裝置流體連接。

優選地，汽化器筒狀殼體表面有兩對流體入口出口，一對入口出口分別管道連接膨脹機和工質泵，另一對入口出口分別連接空氣換熱器和循環泵。

優選地，汽化器上還安裝有安全閥和放氣閥。

優選地，連接裝置包括至少一個溫度表和壓力表，以監測顯示儲罐內的溫度和壓力。

優選地，在膨脹機出口處安裝有單向閥。

優選地，在膨脹機、工質泵及其連接管的外表面包覆有絕熱層。

優選地，空氣換熱器有一個殼體，殼體內有管狀結構，管內循環冷傳熱液，風扇加速空氣流動，強化換熱，冷傳熱液吸熱變暖。

優選地，膨脹機軸連接發電機，將膨脹機輸出的機械功轉化為電能輸出。

優選地，膨脹機是將高壓工質壓力能轉化為機械功和冷量輸出的裝置，由缸筒，工質流體入口，出口，可轉動活塞輪，筒狀活塞輪至少包括一圈活塞腔，一圈活塞腔位于軸的外圓面。

優選地，每個活塞腔的外圓周都有密封環槽，帶狀密封環安裝在槽中。

優選地，活塞輪和帶狀密封環安裝在缸筒內，呈精密配合，當高壓工質流體沖入活塞腔，推動活塞輪轉動，輸出機械功。

優選地，該型膨脹機還由三圈活塞腔組成，通過連接管將三圈活塞腔串聯連接使用，這樣可以獲得膨脹機定容做功過程的足夠位移。

優選地，膨脹機上的工質流體入口，出口根部變粗，且與缸筒呈正切方向連接。

優選地，帶狀密封環由多個方框型密封小環組成，密封小環中部有長方形通孔，每個密封小環通過接頭相連組成一圈帶狀密封環。

優選地，每個帶狀密封環的接頭兩側都有一小片彈簧片，接頭形式呈槽，榫連接。

優選地，至少兩圈活塞腔呈串聯連接使用，每圈活塞腔的外圓面有帶狀密封環安裝槽，用來安裝帶狀密封環。

優選地，帶狀密封環外圓面與缸筒內壁呈精密貼合，帶狀密封環內圓面與活塞輪上的密封環槽外圓面呈精密貼合。

相應地，在本發明的第二方面，本發明利用空氣熱能輸出動力、制冷、淡水的方法由兩級循環組成，組成第一級循環和第二級循環的組件描述如下；

第一級循環的組件；

膨脹機；用高壓氣體產生機械功和冷量。

汽化器；裝深冷工質流體，工質泵驅動深冷工質流體從膨脹機循環到汽化器，工質泵安裝在膨脹機和汽化器之間。

第二級循環的組件；

汽化器；產生高壓蒸汽。

空氣換熱器；用來與空氣換熱。

循環泵；安裝在汽化器和空氣換熱器之間。