CN102713155A - 通用旋转活塞式压缩机 - Google Patents

通用旋转活塞式压缩机 Download PDF

Info

Publication number
CN102713155A
CN102713155A CN2010800542471A CN201080054247A CN102713155A CN 102713155 A CN102713155 A CN 102713155A CN 2010800542471 A CN2010800542471 A CN 2010800542471A CN 201080054247 A CN201080054247 A CN 201080054247A CN 102713155 A CN102713155 A CN 102713155A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aforementioned
described device
piston compressor
rolling piston
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800542471A
Other languages
English (en)
Inventor
迪特尔·朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN102713155A publication Critical patent/CN102713155A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/22—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth equivalents than the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22—Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/06—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种利用旋转活塞式压缩机制造和存储压缩空气的装置。利用水和蜡同时进行热量存储。在反向过程中，所述装置作为具有压缩空气驱动装置的旋转活塞式马达使用。依据本发明的装置的基本思想是，利用旋转活塞式马达，也被称为旋转活塞式汪克尔马达，的结构。旋转活塞式汪克尔马达进行结构变化得到也可以用作驱动装置的通用旋转活塞式压缩机。

Description

通用旋转活塞式压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于借助于具有权利要求1特征的旋转活塞式压缩机制造压缩空气的装置。
背景技术
已知的是，利用受压空气驱动机动交通工具。就增压而言，高的压缩终点压力和大的体积流量是有意义的。虽然往复式活塞压缩机可以制造高的压缩比，但是体积流量小。此外，往复式活塞压缩机在生成压缩空气时由于往复运动绕路而效率低。
发明内容
因而存在如下任务，即，给出一种制造压缩空气或者压缩气体的压缩机，其中，除去所述缺点或者至少将缺点持久地降至最低并且获得新的应用方式。
依据本发明的装置的基本思想是，利用旋转活塞式马达(也称为旋转活塞式汪克尔马达)的结构。汪克尔马达的专利已经过期。
对旋转活塞式马达进行结构变化得到压缩空气旋转活塞式压缩机。旋转活塞式压缩机的驱动例如利用电动马达进行。
依据本发明的装置的另一基本思想是，通过压缩加热空气。引自1931年版《布罗克豪斯百科全书》，压缩机(DER GROSSEBROCKHAUS von 1931，Kompressoren)：“因此，当1工程大气压压强的、并且20°C初始温度的空气被压缩到6工程大气压时，则温度例如为大约220°C……”(“So z.B.die Temperatur,wenn Luftvon 1at Spannung und 20°C Anfangstemperatur auf 6atzusammengepresst wird,
Figure BDA00001703171500021
220°C...”)。对压缩热的利用提高了装置的效率。
附图说明
以下结合实施例进一步描述本发明装置。附图1和2用于明确说明。图中：
图1是本发明装置的示例性总视图；
图2是喷射艇的示例性实施方式。
具体实施方式
图1示出在壳体1上存在结构性变化，即，省略了点火装置和燃料供应。为此，该装置包含第二空气进口7和第二空气出口9。空气出口8和9包含止回阀10。为保持压力，止回阀保持超压管路关闭。为了相对于壳体1密封活塞2而提供密封条、密封带和密封螺栓5。偏心轴4上的电动马达4a使得旋转活塞2旋转运动。进行空气的抽吸和压缩。到达出口缝隙之后，空气通过旋转活塞在超压情况下喷出，并存储在压缩空气容器14中和/或通过压缩气体管输送和再次压缩。
如果保留两个进口和两个出口，那么就出现了并行压缩。但是，如果在第一出口8与下压缩室之间安装连接管11以及在出口9与上压缩室之间安装第二连接管11a，那么就得到多级压缩机。
数个压缩空气旋转活塞式压缩机能够以盘形方式相继地布置在偏心轴4上。也可以制造小型旋转活塞式压缩机。
在另一实施方式中，压缩空气旋转活塞式压缩机也可以用作为压缩空气旋转活塞式马达。得到也应用于气体、尤其是空气和/或用于蒸汽的通用旋转活塞式压缩机。另外，打开止回阀10，压缩空气容器14中的空气排出，现在旋转活塞被反向驱动并驱使偏心轮4转动。旋转活塞经由压缩气体管11和11a获得其他角动量。空气现经由空气入口6和7逸出。
在另一实施方式中利用压缩热。通用旋转活塞式压缩机或马达、压缩空气容器14、带有水15和带有蜡16的热存储器热耦合。加热的压缩空气存储在压缩空气容器14中。通过水泵12产生水循环13，由此保证热交换。在热存储器15中产生热水。水中含有防冻剂。水的热膨胀在热存储器15中通过气包19补偿。热蜡16(熔融点为65°C)位于压缩空气容器14之间并且充当其他的热存储器。
在另一适当的实施方式中，借助光伏设备来加热热存储器15、16，和/或驱动电动马达4a以及旋转活塞式压缩机。
在一个适当的实施方式中，利用锂离子蓄电池的余热来加热压缩空气旋转活塞式马达。
在一个适当的实施方式中，在压缩气体容器14与热存储器15之间的热接触是通过一系列在周围环绕压缩气体容器且其中有水流通的管来实现的。这些管例如由铜制成，并且是向外隔热的。隔热装置17优选由泡沫玻璃制成。在该实施方式中，压缩气体容器14在结构方面与热水容器15是分离的。在旋转活塞式压缩机、压缩气体容器14与热存储器15/16之间存在热耦合。
在另一个实施方式中，该装置可以作为热电联供装置应用在稳态运行之中。在旋转活塞式压缩机、压缩气体容器14与热存储器15之间出现热耦合。热电联供装置利用廉价的夜间电和电网中的多余容量来将能量存储在压缩空气中、蒸汽中、飞轮中和蓄电池中。在需要能量时，于是为建筑物提供电流、热和冷。为了保证存储能量和提供能量的同时性，双重地布置通用旋转活塞式压缩机和电动马达/发电机4a。
通用旋转活塞式压缩机的优点在于，它具备相对较小的尺寸，这使得高功率密度和低功率重量比。原因在于，与往复式活塞压缩机中的活塞、连杆和曲轴相比偏心轴和转子的布置方式紧凑。所建议的通用旋转活塞式压缩机可以生成大的体积流量和高的压缩比，以及可以作为压缩空气马达工作。通用旋转活塞式压缩机的其他优点是：
-不产生燃烧废气和零二氧化碳
-通过压缩空气、热存储器、电能存储器并且必要的话通过飞轮解决能量存储问题
-多用途：增压过程中的压缩空气旋转活塞式压缩机和电动马达在行驶过程中成为压缩空气旋转活塞式马达和发电机
-通过旋转活塞式压缩机、压缩空气和热存储器的热耦合得到有利应用方式，例如利用多余的压缩热加热压缩空气旋转活塞式马达、客舱和铅蓄电池，或者利用由压缩空气旋转活塞式马达释压的气体冷却客舱和锂离子蓄电池。
-通用旋转活塞式压缩机的系统效率为大约60%。通过回收制动能量和应用光伏设备还可以提高系统效率
-简单地操作和维护
-可制造真空
-通过推力喷嘴和喷射推进器，可以利用定向流动的排气推进交通工具。
所述装置能够以如下方式运行：
通用旋转活塞式压缩机和电动马达位于机动交通工具中。电动马达驱动通用旋转活塞式压缩机。压缩气体容器以压缩空气装填。经由外部电网和/或通过交通工具中的现有光伏设备给机动交通工具充电。在通用旋转活塞式压缩机中在上方和下方发生空气的进气、压缩和对已经预压缩的空气的输送。
例如在上压缩室中抽吸并且压缩新鲜空气，随后预压缩的空气由下压缩室定向流动地借助压力送进上压缩室并进一步压缩。如果在压缩机中比在压缩气体容器中存在更高的压力，那么强制地进行到压缩气体容器的空气输出。
通过压缩热加热压缩气体容器和针对水、蜡的热存储器。电能存储在蓄电池中。能量存储器填充、加热和增压之后，止回阀打开并且开始反向过程。现在止回阀充当压缩空气减压器。压缩空气驱动通用旋转活塞式压缩机，该通用旋转活塞式压缩机现在多级式地充当压缩空气旋转活塞式马达。压缩空气旋转活塞式马达驱动电动马达，电动马达现在充当发电机。发电机和/或蓄电池驱动轮毂马达。
热水和蜡加热压缩空气旋转活塞式马达，由此保证了它的高效率且避免了冻结。如果压缩空气旋转活塞式马达没有被加热，那么就会降低其大约一半的效率并且会出现直至-100°C的冻结。以下表格作为热量存储的必要性的示例：
Figure BDA00001703171500051
图1的附图标记列表
1    壳体
2    转子(活塞)
3    小齿轮
4a   电动马达/发电机(未示出)
4    偏心轴
5    密封带
6    空气进口1
7    空气进口2
8     空气出口1
9     空气出口2
10    阀
11    连接管/压缩气体管1
11a   连接管/压缩气体管2
12    水泵
13    水循环
14    压缩空气容器
15    热存储器/热水容器
16    热存储器/蜡
17    热隔离
18    注油器(仅在需要情况下)
19    气包
图2以侧视图和两个剖面图示出喷射艇20的示例性实施方式。压缩机21、压缩气体容器22和蒸汽容器23进行热耦合。推力喷嘴25和/或喷射推进器24用于受压气体和/或蒸汽的定向反冲推进。该反冲推进可以在空气和/或水中进行。喷射艇20被设计成飞翼，以便在水或者陆地上方生成浮力。喷射艇下方的推力喷嘴25在需要时构成另外的气垫。艇上侧和下侧上的翼板/翼板长条28和29用于定向的气流，并且降低艇端部处的空气涡流。
在喷射艇行驶期间，为喷射推进器/喷射管24输送海水或者空气。如果压缩空气鼓入喷射管，那么在前方管中产生负压，流入的水或者流入的空气因此被加速，并且在后方管中通过膨胀的压缩空气再次加速。这在50km/h时以及500km/h时发生。可以捆绑多个喷射管。直径小于10cm的喷射管用于使压缩气体/蒸汽与流入的水或者流入的空气在管中很好地混合。在喷射推进器24中，具有喷嘴26的压缩气体管路用于推进，具有喷嘴27的压缩气体管路用于反向推动。例如通过调节压缩空气强度进行艇的控制。使用热空气防止喷嘴冻结。
喷射艇通过空气驱动是环保的。其达到很高的速度并且利用底部升力在水和陆地上方行驶。
图2的附图标记列表
20    喷射艇作为飞翼
21    压缩机
22    压缩气体容器
23    蒸汽容器
24    喷射推进器/喷射管
25    推力喷嘴(在需要时)
26    用于推进的具有喷嘴的压缩气体管路
27    用于反向推动的具有喷嘴的压缩气体管路
28    下方翼板/翼板长条
29    上方翼板/翼板长条
30    支撑翼
31    升降舵组
本发明已结合实施例进行了详细阐释。在本领域技术人员活动框架内，处在本发明基本思想范围内的一系列其他实施方式是可能的。尤其是由从属权利要求得出其他实施方式。

Claims (14)

1.用于运行旋转活塞式压缩机的装置，
包括：
旋转活塞式马达，也称为旋转活塞式汪克尔马达，借助结构上的变化成为用于空气和/或气体和/或蒸汽的旋转活塞式压缩机。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，
在所述旋转活塞式压缩机中取消了点火装置和燃料供应。
3.根据权利要求1或2所述的装置，
其特征在于，
壳体(1)包含第二进口(7)和第二出口(9)。
4.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
所述出口包含阀(10)。
5.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
出口(8)与下压缩室通过压缩气体管(11)连接和/或出口(9)与上压缩室通过压缩气体管(11a)连接。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
数个压缩气体旋转活塞式压缩机能够相继地布置在偏心轴(4)上并且能够在功能方面连接。
7.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
在反向过程中，所述压缩气体旋转活塞式压缩机充当压缩气体旋转活塞式马达。因而产生通用旋转活塞式压缩机。
8.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
压缩气体存储在压缩气体容器(14)中，通过热耦合在热存储器(15)中收集压缩热，并且所述通用旋转活塞式压缩机在作为压缩气体旋转活塞式马达使用的情况下被加热。
9.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
热存储器(15)是能够电地加热的。
10.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
所述通用旋转活塞式压缩机具有用于为蓄电池提供充电电流和/或为电动马达/发电机(4a)提供电能的能接通的光伏器件。
11.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
驱动装置用于交通工具。
12.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
所述驱动装置稳态地用作热电联供装置。
13.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
设有至少一个用于反冲推进的推力喷嘴(25)和/或喷射推进器(24)，用以排放受压气体和/或蒸汽。
14.根据前述权利要求之一所述的装置，
其特征在于，
艇体(20)如飞翼那样设计，并且包含翼板(28)(29)。
在需要时，推力喷嘴(25)用于艇在水上方的抬高，同时，喷射推进器/喷射管(24)以压力管路(26)用于推进，及以压力管路(27)用于反向推动。
CN2010800542471A 2009-12-02 2010-10-13 通用旋转活塞式压缩机 Pending CN102713155A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009056598 2009-12-02
DE102009056598.1 2009-12-02
DE102010014834.2 2010-04-12
DE102010014834A DE102010014834A1 (de) 2009-12-02 2010-04-12 Universal-Kreiskolbenkompressor
PCT/DE2010/001204 WO2011066813A2 (de) 2009-12-02 2010-10-13 Universal-kreiskolbenkompressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102713155A true CN102713155A (zh) 2012-10-03

Family

ID=43972462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800542471A Pending CN102713155A (zh) 2009-12-02 2010-10-13 通用旋转活塞式压缩机

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN102713155A (zh)
DE (3) DE102010004128A1 (zh)
WO (1) WO2011066813A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202012010190U1 (de) 2012-10-24 2013-01-14 Hans-Peter Bellm Dezentraler Druckluftspeicher für kleine Fotovoltaikanlagen
DE102013010974A1 (de) * 2013-07-02 2015-01-08 Dieter Lang Vorrichtung zum Antreiben von Fahrzeugen mit Druckluft und Wasserdampf durch Kreiskolbenkompressor
DE102013020778A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-11 Dieter Lang Vorrichtung zum Senkrechtstart von Fahrzeugen
DE102015205533A1 (de) * 2015-03-26 2016-09-29 Rwe Deutschland Ag Verfahren zur Regelung des Gasdrucks in einem Gasleitungsnetz, Gas-Druckregelstationen in einem Gasleitungsnetz sowie Rotationskolbenmaschine
FR3132125A1 (fr) * 2022-01-24 2023-07-28 Safran Dispositif de propulsion pour générer une poussée, système de freinage et véhicules de transport utilisant un tel dispositif de propulsion

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1895816A (en) * 1930-04-15 1933-01-31 Fuller Co Compressor and vacuum pump
US4389172A (en) * 1980-10-20 1983-06-21 Curtiss-Wright Corporation Rotary compressor or expansion engine of hypotrochoidal configuration and angularly displaced gear means
DE19600679A1 (de) * 1995-03-18 1996-09-19 Rolls Royce Plc Schubtriebwerk für Flugzeuge mit Verbundzyklus
DE19732325A1 (de) * 1997-07-28 1999-02-04 Manfred Dipl Ing Luebbe Rotations-Kompressor-Motor
WO2003076779A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Newton Propulsion Technologies Ltd. Gas turbine engine system
WO2007017867A2 (en) * 2005-08-08 2007-02-15 Haim Rom Improvements to wankel and similar rotary engines
DE102007019422A1 (de) * 2007-04-23 2009-01-02 Voith Patent Gmbh Expansionsmaschine für ein Fahrzeug
CN101550867A (zh) * 2008-04-01 2009-10-07 吕海东 偏心活塞式充压内燃机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1895816A (en) * 1930-04-15 1933-01-31 Fuller Co Compressor and vacuum pump
US4389172A (en) * 1980-10-20 1983-06-21 Curtiss-Wright Corporation Rotary compressor or expansion engine of hypotrochoidal configuration and angularly displaced gear means
DE19600679A1 (de) * 1995-03-18 1996-09-19 Rolls Royce Plc Schubtriebwerk für Flugzeuge mit Verbundzyklus
DE19732325A1 (de) * 1997-07-28 1999-02-04 Manfred Dipl Ing Luebbe Rotations-Kompressor-Motor
WO2003076779A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Newton Propulsion Technologies Ltd. Gas turbine engine system
WO2007017867A2 (en) * 2005-08-08 2007-02-15 Haim Rom Improvements to wankel and similar rotary engines
DE102007019422A1 (de) * 2007-04-23 2009-01-02 Voith Patent Gmbh Expansionsmaschine für ein Fahrzeug
CN101550867A (zh) * 2008-04-01 2009-10-07 吕海东 偏心活塞式充压内燃机

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010004128A1 (de) 2011-06-09
WO2011066813A3 (de) 2012-06-21
DE102010014834A1 (de) 2011-06-09
WO2011066813A2 (de) 2011-06-09
DE112010004641A5 (de) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9938896B2 (en) Compressed air energy storage and recovery
US7469527B2 (en) Engine with an active mono-energy and/or bi-energy chamber with compressed air and/or additional energy and thermodynamic cycle thereof
CN102099559B (zh) 用于一般机动车辆和特殊城市机动车辆的发动机装置
CN103748323B (zh) 带分开的燃烧器的发动机、以及相关联的系统和方法
CN102713155A (zh) 通用旋转活塞式压缩机
CN102839995A (zh) 一种等温等压压缩空气储能系统
CN102434257B (zh) 车、船发动机废热发电装置
KR20230084158A (ko) 열기관
US20110167814A1 (en) Power plant using compressed or liquefied air for energy storage
US3956894A (en) Air-steam-vapor expansion engine
CN106285784A (zh) 具有蓄能系统的压缩空气发动机
CN102865180A (zh) 一种气动水轮机
CN201037449Y (zh) 太阳能二氧化碳动力压缩空气蓄能装置
CN107218132B (zh) 智能电网电力负荷储能调度方法
CN100364800C (zh) 太阳能-压缩空气或液氮动力汽车
CN103644030A (zh) 一种采用介质吸热回能内燃机的太阳能车动力源
CN104508257A (zh) 再生热能系统、具有再生热能系统的发电设施及其操作方法
CN201265460Y (zh) 一种利用内燃机排放高温气体发电的系统
CN105329089B (zh) 车船增储冷能的动力系统
CN102635414A (zh) 新型热机及其循环
CN105257477A (zh) 囊式减速带联合风力发电供热水及热泵空调装置
CN115539156A (zh) 一种集成恒压压缩空气储能的天然气场站综合能源系统
WO2022183570A1 (zh) 交通工具相对运动动能收集利用方法及其装置
CN210118173U (zh) 基于超临界二氧化碳的混合涡轴动力系统
WO2016038384A1 (en) An internal combustion engine with a 4-stroke expansion cycle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20121003

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned