[发明专利]利用空气热能输出动力、制冷、淡水的冷态发动机

说明书

技术领域

本发明属新能源领域，是一款能方便高效利用空气热能输出动力、制冷和淡水的冷态发动机或装置，特别是组成该冷态发动机或装置的“深冷工质热力-制冷循环”，“无霜两级换热循环”等根本方法，和“高压膨胀机”等关键装置。

发明背景

大气是一个低温热源库，具有巨大的热能。大气热能主要来自太阳能，其次是地热能和人类各种能源消费活动(如煤，油，气，电等的使用)释放到大气中的废热。可以说大气是一个具有无穷无尽热能的“能量海”。

然而现有的热力学理论，方法和装置均不能利用这一随处可取，无穷无尽的大气热能来输出有用功或电力。

之前，曾报道多种方法和装置试图利用环境热能做功或输出电力，但无一成功。而与本发明相似的方法和装置迄今未见报道。

在此文中对任何文件，方法或物品所做的参考或讨论，除非特别说明，都不代表所参考或讨论的文件，方法，物品或者任何一种组合，或在优先权日期时是公众知识或者与此描述有关的其他问题解决方案。

发明目的

本发明的目的是提供一种装置和方法，以克服或显著改善公知技术的短处和限制，或者提供给公众一种有用的选择。本发明的另一目的是提供一种可以在一系列功能性需求上有用的装置和方法。

发明简介

相应地，在本发明的第一方面，本发明利用空气热能输出动力、制冷、淡水的冷态发动机或装置，由两级循环即第一级循环和第二级循环组成。

第一级循环由膨胀机、汽化器和工质泵三个主件组成，工质泵安装在膨胀机和汽化器之间。

第二级循环由汽化器、空气换热器和循环泵三个主件组成，循环泵安装在汽化器和空气换热器之间。

其中，膨胀机、汽化器、工质泵、空气换热器、循环泵经管道连接组成。

优选地，本装置还包括一个储罐，安装在汽化器和膨胀机之间并相互连通。

优选地，储罐上安装有温度表和压力表，以监测显示储罐内的温度和压力。

优选地，各部件通过包括管道的连接装置流体连接。

优选地，汽化器筒状壳体表面有两对流体入口出口，一对入口出口分别管道连接膨胀机和工质泵，另一对入口出口分别连接空气换热器和循环泵。

优选地，汽化器上还安装有安全阀和放气阀。

优选地，连接装置包括至少一个温度表和压力表，以监测显示储罐内的温度和压力。

优选地，在膨胀机出口处安装有单向阀。

优选地，在膨胀机、工质泵及其连接管的外表面包覆有绝热层。

优选地，空气换热器有一个壳体，壳体内有管状结构，管内循环冷传热液，风扇加速空气流动，强化换热，冷传热液吸热变暖。

优选地，膨胀机轴连接发电机，将膨胀机输出的机械功转化为电能输出。

优选地，膨胀机是将高压工质压力能转化为机械功和冷量输出的装置，由缸筒，工质流体入口，出口，可转动活塞轮，筒状活塞轮至少包括一圈活塞腔，一圈活塞腔位于轴的外圆面。

优选地，每个活塞腔的外圆周都有密封环槽，带状密封环安装在槽中。

优选地，活塞轮和带状密封环安装在缸筒内，呈精密配合，当高压工质流体冲入活塞腔，推动活塞轮转动，输出机械功。

优选地，该型膨胀机还由三圈活塞腔组成，通过连接管将三圈活塞腔串联连接使用，这样可以获得膨胀机定容做功过程的足够位移。

优选地，膨胀机上的工质流体入口，出口根部变粗，且与缸筒呈正切方向连接。

优选地，带状密封环由多个方框型密封小环组成，密封小环中部有长方形通孔，每个密封小环通过接头相连组成一圈带状密封环。

优选地，每个带状密封环的接头两侧都有一小片弹簧片，接头形式呈槽，榫连接。

优选地，至少两圈活塞腔呈串联连接使用，每圈活塞腔的外圆面有带状密封环安装槽，用来安装带状密封环。

优选地，带状密封环外圆面与缸筒内壁呈精密贴合，带状密封环内圆面与活塞轮上的密封环槽外圆面呈精密贴合。

相应地，在本发明的第二方面，本发明利用空气热能输出动力、制冷、淡水的方法由两级循环组成，组成第一级循环和第二级循环的组件描述如下；

第一级循环的组件；

膨胀机；用高压气体产生机械功和冷量。

汽化器；装深冷工质流体，工质泵驱动深冷工质流体从膨胀机循环到汽化器，工质泵安装在膨胀机和汽化器之间。

第二级循环的组件；

汽化器；产生高压蒸汽。

空气换热器；用来与空气换热。

循环泵；安装在汽化器和空气换热器之间。