CN105835706B - 一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具 - Google Patents

一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具,包括太阳能发电系统、风力发电系统和以二氧化碳为载体的动力系统。以二氧化碳为载体的动力系统设有干冰储罐和液态二氧化碳驱动单元,干冰储罐设有干冰入口、液态二氧化碳上部抽出口、液态二氧化碳下部出口、低温二氧化碳气体出口、安全阀和高温二氧化碳气体入口。交通工具设有二氧化碳放空管路、二氧化碳浓度检测仪和混合气风机,混合气风机的出口、安全阀出口和高温二氧化碳气体管路的一路连接到二氧化碳浓度检测仪,二氧化碳浓度检测仪出口连接到二氧化碳放空管路。本发明通过设置二氧化碳放空管路,及时排放用尽能量的二氧化碳气体,补充具有能量的新鲜干冰,充分利用干冰所储的能量,实现能量的高效利用。

Description

一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具
技术领域
本发明属于交通工具技术领域,涉及新能源交通工具,具体涉及一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具。
背景技术
交通工具狭指一切人造的用于人类代步或运输的装置,如自行车、汽车、摩托车、火车和轮船等。交通工具是现代人的生活中不可缺少的一个部分,随着时代的变化和科学技术的进步,我们周围的交通工具越来越多,给每一个人的生活都带来了极大的方便。陆地上的汽车,海洋里的轮船,天空中的飞机,大大缩短了人们交往的距离。火箭和宇宙飞船的发明,使人类探索宇宙的理想成为了现实。
柴油机、汽油机等均为内燃机阶段的产物,交通工具体现为汽车、摩托车、轮船、拖拉机等。近年来汽车的生产量连年剧增,汽车尾气成为了环境污染的重要原因。针对汽车污染的问题,各国政府都积极制定汽车尾气排放标准,其中欧盟的标准极其严格,成为了其他国家制定标准的重要参照。为了应对不断严格的汽车尾气排放标准,各大汽车厂商目前主要采取利用新能源来解决汽车尾气和能源匮乏的重要问题。
本申请人提交的申请号为2016101636028的发明专利,提供一种复合型新能源储能汽车,通过太阳能和风能发电,利用以二氧化碳为载体的动力系统进行储能和供能,实现绿色能源汽车全天候正常行驶。但是该专利方案的动力系统为封闭系统,能量利用只是干冰到液体二氧化碳的融化热,载体二氧化碳在系统内循环,所储能量未能充分利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具,及时排出用尽能量的二氧化碳,补充具有能量的干冰,充分利用干冰所储的能量,实现冷能量的高效利用。
本发明的技术方案是:利用二氧化碳储能为动力的交通工具,包括主体部分、变速及传动系统、太阳能发电系统、风力发电系统和以二氧化碳为载体的动力系统。太阳能发电系统的太阳能电池板通过太阳能发电电路连接到蓄电池。风力发电系统的风力发电机通过风力发电电路连接到蓄电池。以二氧化碳为载体的动力系统设有干冰储罐、发电机、液态二氧化碳泵和液态二氧化碳驱动单元,干冰储罐设有干冰入口、液态二氧化碳上部抽出口、液态二氧化碳下部出口、低温二氧化碳气体出口、安全阀和高温二氧化碳气体入口。液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵入口,液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机,干冰制造机连接到干冰入口,另一路通过液态二氧化碳管路连接到液态二氧化碳驱动单元。液态二氧化碳驱动单元出口连接到压缩机,压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口。交通工具设有缓冲器、二氧化碳放空管路、二氧化碳浓度检测仪和混合气风机,缓冲器安装在液态二氧化碳管路。混合气风机的出口、安全阀出口和高温二氧化碳气体管路的一路连接到二氧化碳浓度检测仪,二氧化碳浓度检测仪出口连接到二氧化碳放空管路。
干冰储罐的内部设有内壁循环管,外部设有1~50根外循环管、干冰过滤器和气液分离器。循环二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温二氧化碳风机,低温二氧化碳风机出口和内壁循环管的出口经外循环管连接到二氧化碳气体循环入口。液态二氧化碳驱动单元设有膨胀机、蒸发器、冷凝器和工质泵,膨胀机的工质出口通过冷凝器与工质泵连接,工质泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口。交通工具设有干冰制造机,干冰储罐的液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵入口,液态二氧化碳泵的出口分为两路,一路连接到干冰制造机,干冰制造机的出口连接到干冰入口,一路通过液态二氧化碳管路连接到冷凝器入口。
交通工具为飞机、汽车、轮船、水泥罐车、矿山装载车、重型卡车、中小型卡车、旅游车、房车、公共汽车、电动自行车或固定的大型各类风机和其它需要直接驱动的非移动场所;所述膨胀机可以被汽轮机、燃气轮机、活塞式发动机或烟气轮机替代。汽车的膨胀机的一头通过离合器与变速及传动机构连接,另一头与发电机同轴连接。液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口与液态二氧化碳泵连接,液态二氧化碳泵出口通过液态二氧化碳管路与冷凝器连接,冷凝器出口通过压缩机连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口和/或二氧化碳放空管路。轮船的液态二氧化碳驱动单元包括低温换热器、冷凝器、蒸发器、膨胀机和减速器,液态二氧化碳泵出口通过液态二氧化碳管路连接到低温换热器,低温换热器出口通过冷凝器连接到蒸发器,蒸发器连接到膨胀机,膨胀机出口通过冷凝器连接到压缩机入口,压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口和/或二氧化碳放空管路。膨胀机通过离合器与减速器连接,减速器与螺旋桨同轴连接。
轮船设有冷藏换热器、冷藏压缩机、空调换热器和空调压缩机,低温换热器分别连接到冷藏换热器和空调换热器,冷藏换热器通过冷藏压缩机连接到低温换热器,空调换热器通过空调压缩机连接到低温换热器;轮船设有发电机,膨胀机为两台,一用一备,所述备用膨胀机与发电机同轴连接,发电机与蓄电池电路连接。交通工具设有空调和冰箱储物柜,干冰储罐的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温二氧化碳风机,低温二氧化碳风机出口通过低温二氧化碳气体管路与空调和冰箱储物柜连接,空调和冰箱储物柜的出口通过高温二氧化碳气体管路连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口和/或二氧化碳放空管路。干冰储罐设有隔板,隔板将干冰储罐分为两部分,高温二氧化碳气体管路分为两路,一路连接到高温二氧化碳气体入口,另一路连接到内壁循环管;所述内壁循环管的下部出口和低温二氧化碳风机出口的一路通过外循环管连接到循环入口。液态二氧化碳上部抽出口设有两支伸缩吸液管,两支伸缩吸液管分别插入隔板的两侧。干冰储罐上设有人工加入干冰口和抽取液态二氧化碳口,人工加入干冰口可以添加干冰也可以添加液态二氧化碳。液态二氧化碳上部抽出口通过三通阀分别与抽取液态二氧化碳口和液态二氧化碳泵连接。干冰储罐为各种形状、各种材质。在固定的大型场所,可以不进行排放,二氧化碳循环利用;在小型、移动及固定的拥挤的密度高的场所,既可以采用高温二氧化碳不排放方式,直接回到干冰储罐,也可以采用高温二氧化碳排放方式来增加可利用能量的数量,增加行驶里程,减小干冰储罐容积。当采用高温二氧化碳排放方式时,储罐直接加入干冰或者液态二氧化碳;当采用高温二氧化碳不排放方式时,储罐加入干冰,抽出液态二氧化碳,从而补充了新的冷量。二氧化碳放空管路中二氧化碳的浓度可以启动混合气风机,用空气稀释二氧化碳达到放空管路出口二氧化碳浓度所需要的任何数值。干冰制造机的压缩机及配套动力设备为电驱动或动力输出设备驱动,所述动力输出设备为汽轮机、燃气轮机、活塞式发动机或烟气轮机直接驱动压缩机的机械装置运行,产生功率输出,从而生产干冰,而不需要采用先发电后电驱动压缩机的方式。
本发明利用二氧化碳储能为动力的交通工具通过设置二氧化碳放空管路,及时排放用尽能量的二氧化碳气体,补充具有能量的新鲜干冰,充分利用干冰所储的能量,实现冷能量的高效利用。液态二氧化碳管路安装缓冲器,稳定液态二氧化碳的流速,有利于提高以二氧化碳为载体的动力系统和交通工具的运行稳定性。
附图说明
图1为本发明利用二氧化碳储能为动力的交通工具的动力系统结构示意图;
图2为本发明利用二氧化碳储能为动力的交通工具的结构示意图;
图3为图2的局部放大图;
图4为本发明另一实施方式的结构示意图;
其中:1—太阳能发电电路、2—太阳能电池板、3—风力发电电路、4—用电电路、5—蓄电池、6—启动电机、7—发电机、8—蒸发器、9—工质泵、10—冷凝器、11—离合器、12—膨胀机、13—干冰制造机、14—变速及传动机构、15—轮毂、16—反制动发电机构、17—发电风轮、18—压缩机、19—干冰储罐、20—干冰入口、21—液态二氧化碳上部抽出口、22—冰箱储物柜、23—风力发电机、24—GPS定位系统、25—空调、26—低温二氧化碳气体管路、27—高温二氧化碳气体管路、28—液态二氧化碳管路、29—车体、30—车轮、31—阀门、32—液态二氧化碳泵、33—低温二氧化碳风机、34—安全阀、35—减速器、36—液态二氧化碳驱动单元、37—人工干冰加入口、38—排空阀、39—抽取液态二氧化碳口、40—气液分离器、41—隔板、42—内壁循环管、43—干冰过滤器、44—空调换热器、45—外循环管、46—电机离合器、47—伸缩吸液管、48—空调压缩机、49—甲板、50—低温换热器、51—缓冲器、52—螺旋桨、53—二氧化碳浓度检测仪、54—混合气风机、55—冷藏换热器、56—冷藏压缩机。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例,本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明利用二氧化碳储能为动力的交通工具的动力系统如图1所示,包括干冰储罐19、液态二氧化碳驱动单元36、二氧化碳排放系统、空调25和冰箱储物柜22。液态二氧化碳驱动单元设有发电机7和蓄电池5。膨胀机12与发电机同轴连接,发电机的输入电路与蓄电池连接,蓄电池的输出端与干冰储罐电路连接。干冰储罐的液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵32,液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机13,另一路通过液态二氧化碳管路28与冷凝器连接,冷凝器出口通过压缩机18连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。干冰储罐19的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器43和气液分离器40连接到低温二氧化碳风机33,低温二氧化碳风机出口分为两路,一路与内壁循环管42的出口汇合通过外循环管45连接到循环入口,另一路通过低温二氧化碳气体管路26与空调和冰箱储物柜连接,空调和冰箱储物柜的出口通过高温二氧化碳气体管路27连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。液态二氧化碳管路安装有缓冲器51,用于稳定液态二氧化碳驱动单元36操作的稳定性。二氧化碳排放系统设有二氧化碳浓度检测仪53、混合气风机54和二氧化碳放空管路。混合气风机的出口、安全阀出口和高温二氧化碳气体管路的一路连接到二氧化碳浓度检测仪,二氧化碳浓度检测仪出口连接到二氧化碳放空管路。
本实施例的运行过程为,以二氧化碳为载体的动力系统为低温液态二氧化碳发电装置发电和低温二氧化碳气体用户提供冷源,同时提供液态二氧化碳和低温二氧化碳气体。干冰储罐19中液态二氧化碳到干冰制造机13制成干冰,送回至干冰储罐储存。干冰储罐输出液态二氧化碳经液态二氧化碳泵32,液态二氧化碳泵出口分为两路,一路至干冰制造机13,另一路经液态二氧化碳管路28至液态二氧化碳驱动单元36,利用低温液态二氧化碳发电装置的工质循环,将液态二氧化碳的冷能量传递给发电机发电。发电过程放出冷量的二氧化碳成为气态,经压缩机18压缩,然后通过高温二氧化碳气体管路27和高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐19。进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳气体一部分经支路进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管42进行冷却。冷却后的二氧化碳气体经外循环管45和循环入口返回干冰储罐19。一部分经干冰过滤器43过滤和气液分离器40分离进入低温二氧化碳风机33,低温二氧化碳风机经干冰储罐外部的外循环管45和循环入口返回到干冰储罐,另一部分经低温二氧化碳气体管路26到小区的家用空调25和冰箱储物柜22制冷,使用后的高温二氧化碳气体经高温二氧化碳气体管路27返回干冰储罐19。干冰储罐一部分二氧化碳气体经安全阀出口和高温二氧化碳气体管路汇合经二氧化碳气体放空管路排放。排放之前经二氧化碳浓度检测仪53检测,如果二氧化碳浓度小于50%(v)直接排放,如果二氧化碳浓度高于50%,启动混合气风机54,用空气稀释二氧化碳后排放。干冰储罐内通过39既可以外加干冰又可以外加液态二氧化碳。干冰制造机用电驱动。
实施例2
本发明利用二氧化碳储能为动力的交通工具,如图2所示,为二氧化碳储能汽车,包括车体29、车轮30、发电机7、启动电机6、变速及传动机构14、风力发电机23、太阳能发电系统和二氧化碳为载体的动力系统,发电机7与蓄电池连接。太阳能发电系统包括太阳能电池板2和蓄电池5,汽车的太阳能电池板覆盖汽车全身,包括车顶、车身和前、后及侧面玻璃上。太阳能电池板通过太阳能发电电路1连接到蓄电池。以二氧化碳为载体的动力系统设有干冰储罐19、干冰制造机13、液态二氧化碳泵32、发电机7和液态二氧化碳驱动单元。干冰储罐19设有干冰入口20、液态二氧化碳上部抽出口21、液态二氧化碳下部出口、低温二氧化碳气体出口和高温二氧化碳气体入口。液态二氧化碳驱动单元设有膨胀机12、蒸发器8、冷凝器10和工质泵9,膨胀机的工质出口通过冷凝器与工质泵连接,工质泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口。膨胀机一头通过离合器11与变速及传动机构连接,另一头与发电机同轴连接,变速及传动机构通过电机离合器与启动电机连接。液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口与液态二氧化碳泵32连接,液态二氧化碳泵的出口分为两路,一路连接到干冰制造机13,干冰制造机连接到干冰入口20,另一路通过液态二氧化碳管路28连接到冷凝器10入口。冷凝器出口通过压缩机18连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。干冰储罐19设有隔板41、内壁循环管42、外循环管45和循环入口,低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温二氧化碳风机33。隔板将干冰储罐分为两部分,高温二氧化碳气体管路27分为两路,一路连接到高温二氧化碳气体入口,另一路连接到内壁循环管。汽车装有空调25、冰箱储物柜22、压缩机18和低温二氧化碳风机33,干冰储罐的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器43和气液分离器40与低温二氧化碳风机连接,低温二氧化碳风机出口分为两路,一路与内壁循环管42的出口汇合通过外循环管45连接到循环入口,另一路通过低温二氧化碳气体管路26连接到空调和冰箱储物柜,空调和冰箱储物柜的出口通过高温二氧化碳气体管路27连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。蓄电池通过用电电路4与启动电机6、工质泵9、压缩机18和低温二氧化碳风机33连接。汽车的太阳能电池板2覆盖汽车全身,包括车顶、车身和前、后及侧面玻璃上。汽车顶部、前部和后部设有风力发电机23,车轮的轮毂15上设有发电风轮17,风力发电机通过风力发电电路3连接到蓄电池5。干冰储罐19、低温二氧化碳气体管路26、高温二氧化碳气体管路27、液态二氧化碳管路28和液态二氧化碳泵32,以及其余二氧化碳管路设在载人车厢之外,载人车厢内设置二氧化碳检测与报警装置,当车厢内的二氧化碳超标时,智能系统自动打开车窗。干冰储罐上设置安全阀34,防止罐内压力超过安全值。汽车设有GPS定位系统,所述GPS定位系统安装在前窗玻璃处。液态二氧化碳上部抽出口21设有两支伸缩吸液管47,两支伸缩吸液管分别插入隔板的两侧。液态二氧化碳上部抽出口通过三通阀分别与抽取液态二氧化碳口39和液态二氧化碳泵32连接。液态二氧化碳管路安装有缓冲器51,用于稳定液态二氧化碳驱动单元操作的稳定性。二氧化碳排放系统设有二氧化碳浓度检测仪53、混合气风机54和二氧化碳放空管路。混合气风机的出口、安全阀出口和高温二氧化碳气体管路的一路连接到二氧化碳浓度检测仪,二氧化碳浓度检测仪出口连接到二氧化碳放空管路。
低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温二氧化碳风机33。隔板将干冰储罐分为两部分,高温二氧化碳气体管路27分为两路,一路连接到高温二氧化碳气体入口,另一路连接到内壁循环管,内壁循环管的下部出口通过外循环管连接到循环入口。干冰储罐上设置安全阀34和排空阀38,排空阀位于液态二氧化碳下部出口管路,防止罐内压力超过安全值,在长期不使用时,可以排空干冰储罐系统。干冰储罐19上设有人工加入干冰口37和抽取液态二氧化碳口39,人工加入干冰口连接到干冰入口20,抽取液态二氧化碳口通过三通阀连接到液态二氧化碳上部抽出口21。
本发明的运行方式是:汽车顶部和车身太阳能电池板2发的电通过太阳能发电电路1,汽车前后及车轮上风力发电机23发的电通过风力发电电路3储存到蓄电池5。汽车启动时,用蓄电池储存的电力驱动启动电机6,通过变速及传动机构14带动车轮30转动。车辆行驶时利用以二氧化碳为载体的动力系统驱动汽车,具体为干冰储罐通过液态二氧化碳下部出口和液态二氧化碳泵32抽出液态二氧化碳至液态二氧化碳驱动单元的冷凝器10,利用低温液态二氧化碳驱动单元的工质循环,将液态二氧化碳的冷能量通过膨胀机12传递给汽车的变速及传动机构14驱动汽车的车轮转动。高温二氧化碳气体管路的高温二氧化碳气体一部分经高温二氧化碳气体入口进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管42进行冷却。内壁循环管冷却后经外循环管45返回循环入口。二氧化碳气体经低温二氧化碳气体出口、干冰过滤器43过滤和气液分离器40分离进入低温二氧化碳风机33。低温二氧化碳风机出口分为两路,一路到汽车空调25制冷,另一路到车体后部的冰箱储物柜22,为携带的新鲜果品等保鲜和冷藏。干冰储罐一部分二氧化碳气体经安全阀出口和高温二氧化碳气体管路汇合经二氧化碳气体放空管路排放。排放之前经二氧化碳浓度检测仪53检测,如果二氧化碳浓度小于12%(v)直接排放,如果二氧化碳浓度高于12%,启动混合气风机54,用空气稀释二氧化碳达到要求后排放。既可以采用高温二氧化碳不排放方式,直接回到干冰储罐,也可以采用高温二氧化碳排放方式来增加可利用能量的数量,增加行驶里程,减小干冰储罐容积。当采用高温二氧化碳排放方式时,储罐直接加入干冰或者液态二氧化碳;当采用高温二氧化碳不排放方式时,储罐加入干冰,抽出液态二氧化碳,从而补充了新的冷量。
实施例3
本发明利用二氧化碳储能为动力的交通工具,如图4所示,为二氧化碳储能轮船,包括船体、甲板49、螺旋桨52、发电机7、风力发电系统,太阳能发电系统,以二氧化碳为载体的动力系统。太阳能发电系统包括太阳能电池板2和蓄电池5,太阳能电池板通过电路连接到蓄电池。风力发电系统包括风力发电机23和风力发电电路,风力发电机通过风力发电电路连接到蓄电池,风力发电机安装在轮船的船头、船尾甲板和船舱上。以二氧化碳为载体的动力系统设有干冰储罐19、液态二氧化碳泵32和液态二氧化碳驱动单元,干冰储罐设有干冰入口20、液态二氧化碳上部抽出口21、液态二氧化碳下部出口、高温二氧化碳气体入口、二氧化碳气体出口、安全阀34和二氧化碳气体循环入口。干冰储罐的内部设有内壁循环管42,外部设有外循环管45、干冰过滤器43和气液分离器40。循环二氧化碳气体出口通过干冰过滤器、气液分离器连接到低温二氧化碳风机33,低温二氧化碳风机出口和内壁循环管的出口经外循环管连接到二氧化碳气体循环入口。液态二氧化碳驱动单元包括低温换热器50、冷凝器10、蒸发器8、膨胀机12和减速器35,液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵入口,液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机,干冰制造机连接到干冰入口,另一路通过液态二氧化碳管路28连接到低温换热器,低温换热器出口通过冷凝器连接到蒸发器,蒸发器连接到膨胀机,膨胀机出口通过冷凝器连接到压缩机入口,压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路27连接到高温二氧化碳气体入口。膨胀机通过离合器11与减速器连接,减速器与螺旋桨同轴连接。液态二氧化碳管路安装有缓冲器51,用于稳定液态二氧化碳驱动单元操作的稳定性。二氧化碳排放系统设有二氧化碳浓度检测仪53、混合气风机54和二氧化碳放空管路。混合气风机的出口、安全阀出口和高温二氧化碳气体管路的一路连接到二氧化碳浓度检测仪,二氧化碳浓度检测仪出口连接到二氧化碳放空管路。
轮船设有冷藏换热器55、冷藏压缩机56、空调换热器44和空调压缩机48,低温换热器50分别连接到冷藏换热器和空调换热器,冷藏换热器通过冷藏压缩机连接到低温换热器,空调换热器通过空调压缩机连接到低温换热器。膨胀机12为两台,一用一备,备用膨胀机与发电机同轴连接,发电机与蓄电池5电路连接。干冰储罐19上设有人工加入干冰口37和抽取液态二氧化碳口39。液态二氧化碳上部抽出口通过三通阀分别与抽取液态二氧化碳口和液态二氧化碳泵32连接。液态二氧化碳上部抽出口21设有伸缩吸液管47,伸缩吸液管插入干冰储罐的液态区,可以把液态二氧化碳抽入到干冰制造机制造干冰。干冰储罐19设有有缝隙的隔板41和二氧化碳气体上部出口,隔板位于干冰储罐的中间,将干冰储罐分为两部分。二氧化碳气体上部出口位于干冰储罐一侧的上部,二氧化碳气体上部出口通过干冰过滤器43和气液分离器40连接到低温风机33的入口。
本发明的运行方式是:轮船的太阳能电池板发的电,风力发电机发的电通过电路储存到蓄电池。轮船行驶时利用以二氧化碳为载体的动力系统驱动轮船,具体为干冰储罐通过液态二氧化碳下部出口和液态二氧化碳上部抽出口用液态二氧化碳泵抽出液态二氧化碳至低温换热器50放出部分冷量为冷藏换热器55和空调换热器44提供冷量。然后经冷凝器到蒸发器8蒸发,蒸发的气态二氧化碳到膨胀机做功,通过离合器和变速器带动螺旋桨转动,驱动船舶行驶。高温二氧化碳气体管路的高温二氧化碳气体一部分经高温二氧化碳气体入口进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管进行冷却。内壁循环管冷却后经外循环管返回循环入口。干冰储罐一部分二氧化碳气体经安全阀出口和高温二氧化碳气体管路汇合经二氧化碳气体放空管路排放。排放之前经二氧化碳浓度检测仪53检测,如果二氧化碳浓度小于50%(v)直接排放,如果二氧化碳浓度高于50%,启动混合气风机54,用空气稀释二氧化碳后排放。既可以采用高温二氧化碳不排放方式,直接回到干冰储罐,也可以采用高温二氧化碳排放方式来增加可利用能量的数量,增加行驶里程,减小干冰储罐容积。当采用高温二氧化碳排放方式时,储罐直接加入干冰或者液态二氧化碳;当采用高温二氧化碳不排放方式时,储罐加入干冰,抽出液态二氧化碳,从而补充了新的冷量。

Claims (12)

1.一种利用二氧化碳储能为动力的交通工具,包括主体部分、变速及传动系统、太阳能发电系统、风力发电系统和以二氧化碳为载体的动力系统;所述太阳能发电系统的太阳能电池板(2)通过太阳能发电电路(1)连接到蓄电池(5);所述风力发电系统的风力发电机(23)通过风力发电电路(3)连接到蓄电池(5);所述以二氧化碳为载体的动力系统设有干冰储罐(19)、发电机(7)、液态二氧化碳泵(32)和液态二氧化碳驱动单元,所述干冰储罐(19)设有干冰入口(20)、液态二氧化碳上部抽出口(21)、液态二氧化碳下部出口、低温二氧化碳气体出口、安全阀(34)和高温二氧化碳气体入口;所述液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵入口,液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机,干冰制造机连接到干冰入口,另一路通过液态二氧化碳管路(28)连接到液态二氧化碳驱动单元;所述液态二氧化碳驱动单元出口连接到压缩机(18),压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路(27)连接到高温二氧化碳气体入口;其特征是:所述交通工具设有缓冲器(51)、二氧化碳放空管路、二氧化碳浓度检测仪(53)和混合气风机(54),所述缓冲器(51)安装在液态二氧化碳管路;所述混合气风机的出口、安全阀出口和高温二氧化碳气体管路的一路连接到二氧化碳浓度检测仪,二氧化碳浓度检测仪出口连接到二氧化碳放空管路。
2.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述干冰储罐的内部设有内壁循环管(42),外部设有1~50根外循环管(45)、干冰过滤器(43)和气液分离器(40);循环二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温二氧化碳风机(33),低温二氧化碳风机出口和内壁循环管的出口经外循环管连接到二氧化碳气体循环入口。
3.根据权利要求2所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述液态二氧化碳驱动单元设有膨胀机(12)、蒸发器(8)、冷凝器(10)和工质泵(9),所述膨胀机的工质出口通过冷凝器与工质泵连接,工质泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口;所述交通工具设有干冰制造机(13),液态二氧化碳管路(28)连接到冷凝器(10)入口,冷凝器出口连接压缩机(18)。
4.根据权利要求3所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述交通工具为飞机、轮船、水泥罐车、矿山装载车、重型卡车、中小型卡车、旅游车、房车、公共汽车或电动自行车;所述膨胀机(12)可以被汽轮机、燃气轮机、活塞式发动机或烟气轮机替代。
5.根据权利要求4所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述汽车的膨胀机(12)的一头通过离合器(11)与变速及传动机构(14)连接,另一头与发电机同轴连接;所述液态二氧化碳上部抽出口和液态二氧化碳下部出口与液态二氧化碳泵(32)连接,所述液态二氧化碳泵出口通过液态二氧化碳管路(28)与冷凝器连接,液态二氧化碳管路设有缓冲器(51),冷凝器出口通过压缩机(18)连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口和/或二氧化碳放空管路。
6.根据权利要求4所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述轮船的液态二氧化碳驱动单元包括低温换热器(50)、冷凝器(10)、蒸发器(8)、膨胀机(12)和减速器(35),所述液态二氧化碳泵(32)出口通过液态二氧化碳管路(28)连接到低温换热器,低温换热器出口通过冷凝器连接到蒸发器,蒸发器连接到膨胀机,膨胀机出口通过冷凝器连接到压缩机入口,压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路(27)连接到高温二氧化碳气体入口和/或二氧化碳放空管路;所述膨胀机通过离合器(11)与减速器连接,减速器与螺旋桨(52)同轴连接。
7.根据权利要求6所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述轮船设有冷藏换热器(55)、冷藏压缩机(56)、空调换热器(44)和空调压缩机(48),所述低温换热器(50)分别连接到冷藏换热器和空调换热器,冷藏换热器通过冷藏压缩机连接到低温换热器,空调换热器通过空调压缩机连接到低温换热器;轮船设有发电机(7),所述膨胀机(12)为两台,一用一备,备用膨胀机与发电机同轴连接,所述发电机与蓄电池(5)电路连接。
8.根据权利要求4所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述交通工具设有空调(25)和冰箱储物柜(22),所述干冰储罐(19)的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器(43)和气液分离器(40)连接到低温二氧化碳风机(33),低温二氧化碳风机出口通过低温二氧化碳气体管路(26)与空调和冰箱储物柜连接,所述空调和冰箱储物柜的出口通过高温二氧化碳气体管路(27)连接到干冰储罐的高温二氧化碳气体入口和/或二氧化碳放空管路。
9.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述干冰储罐(19)设有隔板(41),所述隔板将干冰储罐分为两部分,所述高温二氧化碳气体管路(27)分为两路,一路连接到高温二氧化碳气体入口,另一路连接到内壁循环管;所述内壁循环管的下部出口和低温二氧化碳风机出口的一路通过外循环管连接到循环入口;所述液态二氧化碳上部抽出口(21)设有两支伸缩吸液管(47),两支伸缩吸液管分别插入隔板的两侧。
10.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述干冰储罐(19)上设有人工加入干冰口(37)和抽取液态二氧化碳口(39),人工加入干冰口可以添加干冰也可以添加液态二氧化碳;液态二氧化碳上部抽出口通过三通阀分别与抽取液态二氧化碳口(39)和液态二氧化碳泵(32)连接。
11.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述二氧化碳放空管路中二氧化碳的浓度可以启动混合气风机(54),用空气稀释二氧化碳达到放空管路出口二氧化碳浓度所需要的任何数值。
12.根据权利要求1所述的利用二氧化碳储能为动力的交通工具,其特征是:所述干冰制造机(13)的压缩机及配套动力设备为电驱动或动力输出设备驱动,所述动力输出设备为汽轮机、燃气轮机、活塞式发动机或烟气轮机直接驱动压缩机的机械装置运行,产生功率输出,从而生产干冰,而不需要采用先发电后电驱动压缩机的方式。
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