[发明专利]分缸式多功能气动机

说明书

一、技术领域

本发明涉及的“分缸式多功能气动机”属于气动机械领域。

二、背景技术

本发明涉及的“分缸式多功能气动机”(以下简称多功能气动机)是由压缩机、储气设备、燃料气动马达、传动(变速)机构等部分组成的多功能气动机械。

三、发明内容

1、本发明涉及的分缸式多功能气动机是一种由压缩机、储气设备、燃料气动马达、传动(变速)机构等部分组成的多功能气动机械；该多功能气动机将压缩机、燃料气动马达、储气设备这三种基本气动原件进行组合应用，通过利用压缩空气与机械能之间的相互转化，以及根据需要在压缩、膨胀过程中加入热交换过程，从而达到提高能量利用效率的目的。

2、该多功能气动机的气动过程由压缩过程、膨胀过程组成(其间伴随吸热或放热过程)；空气的压缩、膨胀过程分别由压缩机、燃料气动马达完成；压缩、膨胀过程的级数可为单级或多级；压缩、膨胀过程的级数可相同或不同；压缩、膨胀过程可单独进行，也可同时对称(压缩量＝膨胀量)或非对称(压缩量≠膨胀量)进行；压缩过程中可根据需要选择是否采取中冷措施；膨胀过程中可根据需要选择是否对气体提供热能；压缩气路及膨胀气路上可根据需要设置储气设备。

3、该多功能气动机可实现以下功能：

(1)作为对称循环的热机工作，此时，该多功能气动机的“压缩流量＝膨胀流量”；膨胀过程中对气体工质提供热能，使工质膨胀功多于压缩功，膨胀功的富余部分作为动力对外输出；本项功能的实质是：多功能气动机消耗热能，输出机械能；

(2)作为偏向压缩机的非对称循环热机工作，此时，多功能气动机的“压缩流量＞膨胀流量”，压缩过程多出的流量被存入储气设备；本项功能的实质是：多功能气动机消耗热能压缩空气并储存，与此同时，它可减少压缩空气的储存而对外输出动力，也可接收外界动力而增加压缩空气的储存；

(3)作为偏向燃料气动马达的非对称循环热机工作，此时，多功能气动机的“压缩流量＜膨胀流量”，膨胀流量多出部分由储气设备提供；本项功能的实质是：多功能气动机同时消耗压缩空气和热能，输出机械能；

(4)作为被外力驱动的空气压缩机工作，此时，该多功能气动机的燃料气动马达不工作，压缩机运行产生高压空气并存入储气设备；本项功能的实质是：多功能气动机接收外界的机械能，将机械能转化为压缩空气的形式储存起来；

(5)作为消耗热能的气动马达工作，此时，多功能气动机的压缩机不工作，燃料气动马达工作，通过消耗储气设备中的压缩空气及燃料，使压缩空气吸热膨胀输出机械能；

(6)作为纯气动马达工作，此时，多功能气动机的压缩机不工作，燃料气动马达工作，但不供给燃料，仅通过消耗储气设备中的压缩空气获得机械能；

(7)消耗少量能量维持运转的功能；

(8)自动充、放气功能；

(9)停机功能；

(10)停机后再次启动功能；

(11)随时起停功能；

(12)利用外部气源充气功能；

该多功能气动机实际应用中确定的功能可为以上(1)～(12)项功能的部分或全部。

4、该多功能气动机可利用多种形式的燃料及热能，如汽油、柴油、石油液化气、天燃气、氢气、醇类、煤炭等各种燃料燃烧的热能，以及废气余热、太阳能等。

5、该多功能气动机的传动(变速)机构的作用是在压缩机、燃料气动马达、及驱动目标之间根据需要传递机械能并进行转速匹配；压缩机与燃料气动马达在外观上可集成为一体或分开；压缩机与燃料气动马达的曲轴可合并或分开；当压缩机与燃料气动马达的曲轴分开时，两者之间通过传动(变速)机构传递动力，此时压缩机、燃料气动马达及驱动目标三者之间的传动连接关系可采用串联式、并联式、混联式等多种形式。

6、该多功能气动机的用途主要有两大类：一是作为输出动力及回收利用机械能的动力设备使用；二是作为提供压缩空气的设备使用。

7、该多功能气动机可通过吸气增压(机械增压或废气涡轮增压)提高工作效率。

四、附图说明

图1为该多功能气动机以二级压缩、一级膨胀实现时的空气循环原理。图中各编号对应的组件名称如下：

11——一级压缩气缸及活塞

12——二级压缩气缸及活塞

13——节气阀(可选)

14——一级压缩吸气门

15——一级压缩排气门

16——压缩级间冷却器(可选)

17——中冷比例阀(可选)

18——二级压缩吸气门

19——二级压缩排气门

21——膨胀气缸及活塞