[发明专利]一种高能集成发动机

说明书

本发明利用风能、太阳能、空气能三者高能集成，一方面通过风能、太阳能发电，另一方面通过空气能热泵加热，同时通过空气能空分采集液氮，在真空、压力膨胀、大温差的环境作用，驱动高温液氮发动机高效转动，一种高能集成发动机，由风光辅助电力（1），热泵系统（2），液氮系统（3），高温液氮发动机（4）和发电机组（5）组成。

技术领域

本发明涉及一种新能源，具体是一种高效利用风力、太阳能和空气能的发动机技术。

背景技术

风力、光伏发电被视为清洁可再生能源，但受天气的环境制约，而热泵技术通过吸收空气热能达到1：4的耗电与高效发热功能被广泛应用。

在常压下，液氮温度为-196℃;1立方米的液氮可以膨胀至696立方米 21°C的纯气态氮。液氮是无色、无味，在高压下低温的液体和气体。液氮LN2，是氮气在低温下形成的液体形态。氮的沸点为-196°C，在正常大气压下温度如果在这以下就会形成液氮;如果加压，可以在更高的温度下得到液氮。 在工业中，液态氮是由空气分馏而得。先将空气净化后，在加压、冷却的环境下液化，借由空气中各组分之沸点不同加以分离。氮气(占空气体积的78.09%)最先泄出(且未被液化)，再来是占空气中0.93%的稀有气体，最后是占20.95%的氧气。

液氮可用于提供高温超导体显示超导性所需的温度，例如钇钡铜氧。

参考汽车汽油活塞发动机：通过汽油与空气为混合动力原料，压缩室内的膨胀爆炸作功压力在5Mpa左右，温度在2,200-2,800K之间，以排量2.0为例，产生的最高转速在5,000-6,000rmp之间，扭矩在150-200Nm之间，功率约为100kW左右。

发明内容

本发明利用风能、太阳能、空气能三者高能集成，一方面通过风能、太阳能发电，另一方面通过空气能热泵加热，同时通过空气能空分采集液氮，在真空、压力膨胀、大温差的环境作用，驱动高温液氮发动机高效转动，本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种高能集成发动机，由风光辅助电力1，热泵系统2，液氮系统3，高温液氮发动机4和发电机组5组成。

利用自然风力W、太阳能光热S产生的风光储备电力V1，驱动空气能热泵22，通过不断大量吸收自然空气K热能，将储温水池21的温水D加温制成超过100℃以上的热水D1,导入热水蒸发器3，其热水D1蒸发上升的热气流C2作为热源主动力，同时，通过液氮系统3从自然空气K中提取氮气LN2冷却低温达到-196℃以上的液氮LN2+，升温至20℃释放液氮LN2，瞬间形成体积膨胀690倍、压力增加10倍以上的膨胀氮气LN2i作为冷源主动力；高温液氮发动机的压缩机42在真空冷热温差大压力作用下，阻力大大减少，其热膨胀室42A底部的温度达到100℃以上，其冷氮膨胀室42B顶部温度则达到0℃以下，其中间临界温度为20℃左右，形成热气流C2上升，膨胀氮气LN2i压力下行，推动设置在压缩机42内的无杆沉浮活塞422上下沉浮快速移动，所述的无杆沉浮活塞422形成的上下移动压力，推动主动力活塞423上下移动，联动涡轮机43转动，同时，无杆沉浮活塞422与动力活塞423在磁铁作用下，加上涡轮机43产生的惯性转动牵引，其无杆沉浮活塞422与动力活塞423不断高速运动，促使压缩机42高效运转，联动涡轮机43与发电机组5。

所述风光储备电力1由风力发电机组11、水晶球光伏机12和储电系统13组成，所述风力发电机组11由自然风力W驱动，所述水晶球光伏机12，通过水晶球121高效吸收太阳能光热S转变为电能，其水晶球121为透明球体、可旋转，水晶球121底部内设置光伏片122和光伏电输送装置123，水晶球由支架124固定，太阳在不同角度照射，水晶球121可旋转跟踪获得最大限度吸收太阳能光热S；所述风力发电机组11和水晶球光伏机12，其两者产生的电能作为储备电力V1输送到储电系统13储存。