CN102039824A - 高压缩气动力系统 - Google Patents

Abstract

高压缩气动力系统是一种利用可再生清洁能源产生与生产洁净能量和洁净动力提供产业生产加工设备和新技术气车的洁净动力。其包含风能动力设备或太阳能动力设备或水力动力设备、高压缩气生产装置、高压缩气储存罐、高压缩气储存装置及利用高压缩气驱动提供动力的高压缩气动力机，高压缩气动力系统的实施建设可以完善良好地解决能源与电力及动力问题和环境污染问题。

Description

高压缩气动力系统

技术领域

一种高压缩气动力系统，运用可再生清洁能源构成动力应用技术与设备，属于可再生清洁能源和新动力科技领域。

背景技术

为解决传统汽车动力引擎产生的包括能源问题、生态环境污染、破坏的诸多危机问题，科研与工业各界出奇制胜地在大力研发更适合时代要求的新能源与新动力技术。

当前研发应用于汽车之新动力主流技术着眼于电池电动车，但这一技术方案主要还是存在电池能量、电力转化生成、储存及高昂成本等问题，也非真正意义的清洁技术，依然存在棘手的环境污染问题。

而目前工业制造业工厂生产各种商品的生产、加工设备之动力主要依赖电动机，然而当前电力供给主要仍依赖火力发电厂提供电力，这是造成能源危机问题和生态环境污染危机问题主要因素之一。产业用电、电力之生产，从矿物能源供给、消耗产生动力，再驱动发电机发电供给电力，再用电力产生动力驱动加工设备，历经多层次转化、消耗过程，损耗更多能源与资源，这种不可持续生存发展的状态必须尽早尽快以有效的、完善的方法、技术方案解决。

发明内容

创造应用包括太阳能、风能、水力、海洋能等可再生清洁能源产生并提供洁净的能量和洁净的动力以有效、完善地解决上述传统汽车污染的动力问题和工业、产业界电力与动力问题以及经济和社会文明不可持续发展问题，是实现本发明的目的。

为实现上述目的，本发明是通过以下所述技术方案实现的：

一种高压缩气动力系统，其特征是包含：

利用风能或太阳能或水力或海洋能之可再生清洁能源驱动产生和输出动力的风能动力设备1或太阳能动力设备25或水力动力设备、或海洋能动力设备、生产与供给高压缩气的高压缩气生产装置2、储存高压缩气能量的高压缩气储存罐3或储存筒槽、供给高压缩气动力气车10能量的能量储存罐7或能量储存筒槽、提供能量储存罐7灌充高压缩气的高压缩气加气站4和/或提供能量储存罐交换和/或交易的能量储存罐交换站5和/或交易站及其设置于地面上或筑造于地平面下的高压缩气储存装置6、利用能量储存罐7提供能量驱动的安装在高压缩气动力气车内部的高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达9以及由高压缩气驱动的高压缩气动力机驱动的高压气动力气车10。

所述风能动力设备1或太阳能动力设备25或水力动力设备或海洋能动力设备藉由联结的动力传递组11联结与驱动高压缩气生产装置2，高压缩气生产装置2通过连接设有开关阀12、逆止阀13、阀门的管道14连通设置于地面上或筑造于地平面下的高压缩气储存罐3，高压缩气储存于高压缩气储存罐；高压缩气储存罐3通过连接设置有截止阀15、逆止阀13、调节阀16、阀门通往本地城市A和/或远方城市B的网络分布的输送管道17连通到设置于用能终端场合的加气站4和/或交换站5和/或交易站的设置于地面上或筑造于地平面下的高压缩气储存装置6，高压缩气能量储存于高压缩气储存装置6，高压缩气储存装置6具有至少一套用以连接能量储存罐7快速灌充高压缩气的设有开关阀的灌充接口器18。

所述高压缩气加气站4和/或能量储存罐交换站或交易站5筑设有供高压缩气动力气车进出站加气或交换能量储存罐7的通道19和交换、交易、结算服务设施与场所20，还置备有数种型式、规格的已灌注足够高压缩气的可供交换或交易的能量储存罐7，及筑造有能量储存罐立体存放库21；

所述能量储存罐7之底部或周边具有将其固定于高压缩气动力气车10内的固定座7-1；在周边一个部位具有一根装设有开关阀7-3贯通的第1短管接头7-2，它的外端具有螺纹接口7-4或快速插拔接口；在另一个部位还贯通连接有一根安装有开关阀7-6的第2短管接头7-5，其外端具有螺纹接口7-7或快速插拔接口，此接口用以接通到高压缩气动力机8或气轮机或气马达9。

所述高压缩气动力气车10设置有能量储存罐7或能量储存筒槽和利用高压缩气能量驱动运转的高压缩气动力机8或气轮机或气马达9；一条铺设车内之高压气管7-9一端连接连通能量储存罐7，另一端连接连通高压缩气动力机8能量输入端接口8-1；高压气管7-9设有开启或关闭高压气流通的开关阀7-12和设有压力传感器7-13及其压力表7-14，还设有调节阀或阀门7-8，调节阀7-8具有包括：连杆、肘节、压缩弹簧7-11与脚踏板7-10的联动机构7-10、7-11，驾驶员通过调节阀联动机构之脚踏板7-10控制调节阀或阀门调节高压气流量控制高压缩气动力机8运转速度或启动或停止；高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达动力输出轴联结驱动高压气气车离合器传动轴；高压缩气动力机还设有转速传感器8-2及其转速表8-3。

一种高压缩气动力系统，其特征是包含：

利用风能或太阳能或水力或海洋能的可再生清洁能源驱动产生和输出动力的风能动力设备1或太阳能动力设备25或水力动力设备或海洋能动力设备、生产与供给高压缩气的高压缩气生产装置2、储存高压缩气能量的高压缩气储存罐3或储存筒槽、设置于用能终端的高压缩气储存装置6、接受高压缩气能量驱动提供产业生产加工设备24动力的高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达9。

所述风能动力设备1或太阳能动力设备25或水力动力设备或海洋能动力设备藉由联结的动力传递组11联结与驱动高压缩气生产装置2，高压缩气生产装置通过连接设有开关阀12、逆止阀13、阀门的管道14连通设置于地面上或筑造于地面下的高压缩气储存罐3，高压缩气储存于高压缩气储存罐；高压缩气储存罐3通过连接设置有截止阀15、逆止阀13、调节阀16、阀门通往本地城市A和/或远方城市B的网络分布的输送管道17连通到设置于用能终端场合的设置于地面上或筑造于地平面下之高压缩气储存装置6，高压缩气能量储存于高压缩气储存装置6。

高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达9联结与驱动生产加工设备24，或者经联结変速机构23入力轴，出力轴联结生产加工设备24；高压缩气动力机8或气轮机之高压缩气能量输入端接口通过管道22连通高压缩气储存装置6，此管道22设有控制高压缩气动力机8转速或启动或停止的开关阀15、调节阀16、阀门。

有益效果

在于：以风能、太阳能、水力、海洋能等大自然可再生清洁能源提供能量驱动风能动力设备或太阳能动力设备或水力动力设备或海洋能动力设备再驱动高压缩气生产装置生产洁净能量的高压缩气，并以高压缩气作为驱动新时代交通车辆的高压缩气动力气车的洁净动力和/或产业界加工设备之洁净动力，从而可以取代当前汽车使用传统技术的污染与破坏环境的引擎和石化能源及传统火电，由此能够较全面和更好地解决能源问题和生态环境污染危机问题，进而促进人类经济与社会文明可持续发展；

还在于：运用输送管道方法可以将高压缩气从生产地输送到近地点城市或远方城市，提供洁净能量作为制造工厂生产设备和/或新生的高压缩气动力气车的动力，以其洁净能源能量、动力和低成本优势逐步取代高成本的污染性矿物能源与电力，逐渐成为新动力、实践清洁生产、循环经济的重要基础。

附图说明

图1是本发明高压缩气动力系统第一实施例，利用可再生清洁能源的风能动力设备作为生产与供给高压缩气动力气车洁净能量和洁净动力的高压缩气动力系统之示意图；

图2是本发明第一实施例的高压缩气动力系统，其构成中之高压缩气储存罐和/或高压缩气储存装置设置于地面上和/或筑造于地平面下的示意图；

图3是本发明高压缩气动力系统第二实施例，作为生产与供给产业工厂生产加工设备洁净能量和洁净动力的高压缩气动力系统之示意图；

图4是本发明高压缩气动力系统第一实施例，作为生产与供给高压缩气动力气车洁净能量和洁净动力的高压缩气动力系统之平面布置示意方块图；

图5是本发明高压缩气动力系统第二实施例，作为生产与供给产业工厂生产加工设备洁净能量和洁净动力的高压缩气动力系统之平面布置示意方块图；

图6是本发明高压缩气动力系统第三实施例，利用太阳能的太阳能动力设备作为生产与供给高压缩气动力气车洁净能量和洁净动力的高压缩气动力系统之示意图；

图7是能量储存罐的构成示意图；

图8是本发明高压缩气动力系统之一种家庭用的高压缩气动力气车之动力构成。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本发明作进一步的描述：

图1显示了本发明高压缩气动力系统之第一实施例，是一种透过本发明高压缩气动力系统利用风能来生产和供给洁净的高压缩气能量和洁净动力以提供、作为新技术交通车辆：高压缩气动力气车的动力。

图上示出，风能动力设备1、高压缩气生产装置2和高压缩气储存罐3或储存筒槽(以下统称为高压缩气储存罐)设置于具有一定高度、高大的生产厂C，生产厂C的总高度和数量是根据高压缩气市场需要量来规划、设计与设定。

图示，风能动力设备1运用包括传动轴、齿轮和/或链齿轮、链条和/或联轴器或离合器组合、和/或油压动力传递组合的动力传递组11联结与驱动高压缩气生产装置2，高压缩气生产装置2以管道14连接连通高压缩气储存罐3，高压缩气储存于高压缩气储存罐；管道14装设有开通或关闭高压缩气流通的开关阀12及逆止阀13或其它必要阀门。

生产厂C基础地面上还设有更大容量的高压缩气储存罐3，其以管道14和高层厂房上部的高压缩气储存罐3串联或并联连通，其一端用输送管道17连接连通到建设于当地城市A和/或远方城市B的高压缩气加气站4和/或能量储存罐交换站与交易站5所设置的高压缩气储存装置6，其一端具有连接能量储存罐7并灌充高压缩气的设有开关阀的灌充接口器18；输送管道17设有截止阀15、调节阀16或适用阀门，其可通过自动控制系统调控；输送管道17铺设于地面上或埋设于地下，箭头方向表示高压缩气供给输出流通方向。

当地城市A和/或远方城市B建设有给能量储存罐7灌充高压缩气的加气站4和/或能量储存罐交换站与交易站5，站内建设有包括办公场所、电脑通讯用品、器材等交易结算服务之设施场所20，和/或能量储存罐立体存放库21，还筑造有供高压缩气动力气车10进出站的通道19与场地。能量储存罐立体存放库21具有数个层次，设有货梯，每个层次可以存放一定数量的能量储存罐，它可以用堆高机存取。

图2示出了高压缩气储存罐3和高压缩气储存装置6铺设于地面上和埋设于地下的实施例状态。

图3是本发明高压缩气动力系统利用风能产生、生产和供给洁净高压缩气能量和产生洁净动力应用于产业界，提供给生产加工设备24洁净动力的第二实施例。图中示出，高压缩气储存装置6通过管道22连通到高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达9能量输入端接口，管道22设有开启或关闭高压缩气流通的截止阀15和控制流量的调节阀16；高压缩气动力机8或气轮机出力轴直接联结、驱动生产加工设备24。

在视图右边示出，远方城市B中的高压缩气动力机8或气轮机9动力输出没有直接联结生产加工设备24，而是联结变速机构23，变速机构出力轴再联结、驱动生产加工设备24。

图4显示的是本发明高压缩气动力系统第一实施例平面布置的方块示意图。图中示出，本实施例建造有至少3座高压缩气生产厂C、每座生产厂C的风能动力设备1各自对应联结驱动至少一套高压缩气生产装置2，工业实用的高压缩气生产装置可以是空气压缩机；每套高压缩气生产装置2以管道14并联连接设置在生产厂区的至少两套高压缩气储存罐3，这些高压缩气储存罐3通过装设有截止阀15、逆止阀13、调节阀16或适用阀门的输送管道17并联后再连通到设置于当地城市A和/或较远方的城市B中适当布局的高压缩气加气站4或能量储存罐交换站与交易站5所设置的至少一套的高压缩气储存装置6；右侧视图表示建造的交易结算服务设施场所20和能量储存罐立体存放库21。

图5是本发明高压缩气动力系统第二实施例之平面布置示意方块图。视图右边示出，高压缩气储存装置6通过设置有截止阀15、调节阀16的管道22连通高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达9，高压缩气动力机动力传递给变速机构23，变速机构动力传递、驱动产业生产加工设备24，生产加工设备的转速或运行速度则由变速机构控制，但也可通过调节阀调控。

图6是本发明高压缩气动力系统第三实施例，系利用太阳能产生热气流提供能量驱动太阳能动力设备25运转，产生与输出洁净动力驱动高压缩气生产装置2。太阳能动力设备25藉由底部的动力输出轴25-1联结驱动所对应的高压缩气生产装置2运转，高压缩气储存于高压缩气储存罐3，高压缩气储存罐一端连接铺设于地下的输送管道17连通当地城市A或远方城市B的高压缩气加气站4或能量储存罐交换站、交易站5里所设置的高压缩气储存装置6，其具有可用高压软管快速连接能量储存罐7以灌注高压缩气的安装有开关阀的灌充接口器18；加气站4与交换站5的设施和第一实施例相同。

图7表示能量储存罐7，具有4个固定座7-1用以将能量储存罐安装固定于高压缩气动力气车10内；具有一支贯通储存罐7内腔的第1短管接头7-2，其上装有开关阀7-3，外端具有螺纹接口或快速插拔接口7-4，此接口用以灌充高压缩气时连接灌充接口器18；

能量储存罐另一个部位具有第2支短管接头7-5，其上设有开关阀7-6，外端具有螺纹接口或快速插拔接口7-7，此接口用以连接高压气管7-10。

图8表示本发明高压缩气动力系统其中构成要素之一的新时代、新技术交通运输车辆：高压缩气动力气车10其中的一种家庭或个人用轿车。其具有风阻系数低的流线型车体外型，车身前方空间安装高压缩气动力机8或高压缩气气轮机或气马达9，其动力输出轴联结驱动离合器的传动轴，其具有高压缩气能量输入接口8-1，高压气管7-9之一端连接此接口8-1，其还设有转速传感器8-2及其装设在仪表板上的转速表8-3；高压气管另一端则连通到能量储存罐7第2短管接头7-5。

图中剖视示出，高压气管7-9装设有调节阀7-8，调节阀联结包括连杆，肘节、压缩弹簧7-11与脚踏板7-10的联动机构7-10、7-11，驾驶员通过操纵联动机构可以控制高压缩气动力汽车的行驶速度；高压气管7-9还设有开启或关闭高压气流通的开关阀7-12，在开关阀右侧的高压气管设有压力传感器7-13，其压力表7-14设置于驾驶座前方仪表板上。

能量储存罐7安装于气车后方，高压缩气动力气车车厢后方空间比一般传统内燃机轿车较高大，以容纳至少一套能量储存罐7。

本项高压缩气动力气车将至少包含家庭乘用车10和大众乘用车，并构成生态环保城市大众乘运交通网。

Claims (4)

1.一种高压缩气动力系统，其特征是包含：

利用风能或太阳能或水力或海洋能之可再生清洁能源驱动产生和输出动力的风能动力设备(1)或太阳能动力设备(25)或水力动力设备或海洋能动力设备、生产与供给高压缩气的高压缩气生产装置(2)、储存高压缩气能量的高压缩气储存罐(3)或储存筒槽、供给高压缩气动力气车能量的能量储存罐(7)或能量储存筒槽、提供能量储存罐(7)灌充高压缩气的高压缩气加气站(4)和/或提供能量储存罐交换和/或交易的能量储存罐交换站(5)和/或交易站及其设置于地面上或筑造于地平面下的高压缩气储存装置(6)、利用能量储存罐(7)提供能量驱动的安装在高压缩气动力气车内部的高压缩气动力机(8)或高压缩气气轮机或气马达(9)以及由高压缩气驱动的高压缩气动力机驱动的高压缩气动力气车(10)；

所述风能动力设备(1)或太阳能动力设备(25)或水力动力设备或海洋能动力设备藉由联结的动力传递组(11)联结与驱动高压缩气生产装置(2)，高压缩气生产装置(2)通过连接设有开关阀(12)、逆止阀(13)、阀门的管道(14)连通设置于地面上或筑造于地平面下的高压缩气储存罐(3)，高压缩气储存于高压缩气储存罐；高压缩气储存罐(3)通过连接设置有截止阀(15)、逆止阀(13)、调节阀(16)、阀门通往本地城市(A)和/或远方城市(B)的网络分布的输送管道(17)连通到设置于用能终端场合的加气站(4)和/或交换站(5)和/或交易站的高压缩气储存装置(6)，高压缩气能量储存于高压缩气储存装置(6)；高压缩气储存装置(6)具有至少一套用以连接能量储存罐(7)快速灌充高压缩气的设有开关阀的灌充器具(18)；

所述高压缩气加气站(4)和/或能量储存罐交换站和/或交易站(5)筑设有供高压缩气动力气车进出站加气或交换能量储存罐(7)的通道(19)和交换、交易、结算服务设施与场所(20)，还置备有数种型式、规格的已灌注足够高压缩气的可供交换或交易的能量储存罐(7)及筑造有能量储存罐立体存放库(21)。

2.根据权利要求1所述的高压缩气动力系统，其特征是：所述能量储存罐(7)或储存筒槽之底部或周边具有将其固定于高压气动力气车(10)内的固定座(7-1)；在周边一个部位具有一根装设有开关阀(7-3)贯通的第1短管接头(7-2)，它的外端具有螺纹接口(7-4)或快速插拔接口；在另一个部位还贯通连接有一根安装有开关阀(7-6)的第2短管接头(7-5)，其外端具有螺纹接口(7-7)或快速插拔接口，此接口用以接通到高压缩气动力机(8)或气轮机或气马达(9)。

3.根据权利要求1所述的高压缩气动力系统，其特征是：所述高压缩气动力气车(10)设置有能量储存罐(7)或能量储存筒槽和利用高压缩气能量驱动运转的高压缩气动力机(8)或气轮机或气马达(9)，一条铺设车内之高压气管(7-9)一端连接连通能量储存罐(7)，另一端连接连通高压缩气动力机(8)能量输入端接口(8-1)；高压气管(7-9)设有开启与关闭高压缩气流通的开关阀(7-12)和压力传感器(7-13)及其压力表(7-14)，还设有调节阀(7-8)或阀门，其具有包括：连杆、肘节、压缩弹簧(7-11)与脚踏板(7-10)构成的联动机构(7-10、7-11)，驾驶员通过联动机构之脚踏板来控制调节阀(7-8)或阀门调节高压气流量，控制高压缩气动力机(8)运转速度或启动或停止；高压缩气动力机(8)或高压缩气气轮机或气马达动力输出轴联结驱动高压缩气气车离合器传动轴；高压缩气动力机设有转速传感器(8-2)及其转速表(8-3)。

4.一种高压缩气动力系统，其特征是包含：

利用风能或太阳能或水力或海洋能的可再生清洁能源驱动产生和输出动力的风能动力设备(1)或太阳能动力设备(25)或水力动力设备或海洋能动力设备、生产与供给高压缩气的高压缩气生产装置(2)、储存高压缩气能量的高压缩气储存罐(3)或储存筒槽、设置于用能终端的高压缩气储存装置(6)、接受高压缩气能量驱动提供产业生产加工设备(24)动力的高压缩气动力机(8)或高压缩气气轮机或气马达(9)；

所述风能动力设备(1)或太阳能动力设备(25)或水力动力设备或海洋能动力设备藉由联结的动力传递组(11)联结与驱动高压缩气生产装置(2)，高压缩气生产装置通过连接设有开关阀(12)、逆止阀(13)、阀门的管道(14)连通设置于地面上或筑造于地面下的高压缩气储存罐(3)，高压缩气储存于高压缩气储存罐；高压缩气储存罐(3)通过连接设置有截止阀(15)、逆止阀(13)、调节阀(16)、阀门通往本地城市(A)和/或远方城市(B)的网络分布的输送管道(17)连通到设置于用能终端场合的设置于地面上或筑造于地平面下之高压缩气储存装置(6)，高压缩气能量储存于高压缩气储存装置(6)；

高压缩气动力机(8)或高压缩气气轮机或气马达(9)联结与驱动生产加工设备(24)，或者经联结変速机构(23)入力轴，出力轴联结生产加工设备(24)；高压缩气动力机(8)或气轮机之高压缩气能量输入端接口(8-1)通过管道(22)连通高压缩气储存装置(6)，此管道(22)设有控制高压缩气动力机(8)转速或启动或停止的开关阀(15)、调节阀(16)、阀门。

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