CN212027897U - 一种空气能发动/发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空气能发动机，包括冷端热交换器、低温端汽液分离器、液体增压机、高压低温端吸热交换器、热端热交换器、热端汽液分离器、电辅副汽化器和汽压差发动机；冷端热交换器、低温端汽液分离器、液体增压机、高压低温端吸热交换器、热端热交换器、热端汽液分离器、电辅副汽化器和汽压差发动机通过封闭管路连接形成封闭的第一冷媒循环回路；发动机本体还包括压缩机和节流阀，其与热端热交换器和冷端热交换器由管道连接成封闭的第二冷媒循环回路。本实用新型还保护一种空气能发电机，电辅副汽化器和冷端热交换器之间通过管道连接汽压差发电机。本实用新型整个系统结构简单、热转化效率高，投资低、成本低，是一种洁净、清洁的新能源。

Description

一种空气能发动/发电机

技术领域

本实用新型涉及一种新能源开发技术领域，具体为一种空气能发动/发电机。

背景技术

我们使用的电能绝大部分都来源于煤炭、风能、水能、太阳能及生物能。在能源日益紧张的今天，新的可再生绿色洁净电能利用技术日益受到重视。新能源中，水力、风力等太阳能动力发电技术以及太阳光发电的直接利用技术—光电池、镜面聚热发电技术已相当成熟；水力发电开发潜力已不大；而风力、太阳光太过分散，使得风力、太阳光发电的直接利用占地面积庞大、一次性投资极高。

新出现压缩空气储能技术(compressed air energy storage)，简称CAES，是一种利用压缩空气来储能的技术。目前，压缩空气储能技术，是继抽水蓄能之后，第二大被认为适合GW级大规模电力储能的技术。现有的空气储能技术原理是在用电低谷时段，利用电能将空气压缩至高压并存于洞穴或压力容器中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰时段，将高压空气从储气室释放，驱动涡轮机发电。压缩空气储能发电系统具有高效低耗、启动快、调节灵活、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染小等优点。这种方式只适合短期的储能，不能产生新的能量。

因此，需要开发一种能够直接将空气能用来发电的新型装备。

实用新型内容

为解决以上现有问题，本实用新型提供一种空气能发动机。本实用新型通过以下技术方案实现。

一种空气能发动机，包括发动机本体，所述发动机本体包括冷端热交换器、低温端汽液分离器、液体增压机、高压低温端吸热交换器、热端热交换器、热端汽液分离器、电辅副汽化器和汽压差发动机；

所述冷端热交换器、低温端汽液分离器、液体增压机、高压低温端吸热交换器、热端热交换器、热端汽液分离器、电辅副汽化器和汽压差发动机通过封闭的管路连接形成封闭的第一冷媒循环回路。

优选的，所述发动机本体还包括压缩机和节流阀，所述压缩机与热端热交换器、节流阀和所述冷端热交换器通过管道连接成封闭的第二冷媒循环回路。

优选的，所述压缩机为多级压缩机。

优选的，所述压缩机与所述液体增压机电性相连，所述压缩机与所述液体增压机之间设有启动电源；所述启动电源提供启动电流给压缩机和液体增压机，待启动正常后系统可自动循环进行空气能转化成机械能。

优选的，所述热端热交换器、热端汽液分离器、电辅副汽化器、汽压差发动机置于高温保温箱内，以确保热能不散失。

一种利用上述空气能发动机的空气能发电机，所述电辅副汽化器和冷端热交换器之间通过管道连接汽压差发电机，所述汽压差发电机与所述电辅副汽化器电性相连。

本实用新型的工作原理：

该系统由两个冷媒闭环回路组成:一个第一冷媒循环回路(主闭环回路)和一个第二冷媒循环回路(副闭环回路)。

其中主闭环回路通过多级的冷热交换器和汽液分离器、液体增压机以及汽压差电动机或汽压差发电机将空气能转换成机械能或电能；副闭环回路由压缩机、冷端热交换器、节流阀、热端热交换器组成，副环回路在两个热交换器上产生一个低温和一个高温，其热量流向是把低温端的热能传递至高温端热交换器，确保低温端冷媒的液化和高温端冷媒的汽化效率。

本实用新型的有益效果：

本实用新型一种空气能发动机有个热交换器和汽液分离器、增压机、气压差发动机等组成一个封闭的系统，能吸收自然环境中空气中的热能，并把热能转化为电能或机械能；整个系统结构简单、热转化效率高，投资低、成本低，是一种洁净、清洁的新能源。

本实用新型的副闭环回路由压缩机、冷端热交换器、节流阀、热端热交换器组成，副闭环回路在两个热交换器上产生一个低温和一个高温，其热量流向是把低温端的热能传递至高温端热交换器，确保主闭环回路低温端冷媒的液化和高温端冷媒的汽化，使主闭环回路工作更稳定。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例1一种空气能发动机的结构原理示意图；

图2为本实用新型具体实施例1一种空气能发电机的结构流程图；

图3为本实用新型具体实施例2一种空气能发电机的结构原理示意图。

其中：1.冷端热交换器、2.低温端汽液分离器；3.液体增压机；4.高压低温端吸热交换器；5.热端热交换器；6.热端汽液分离器；7.电辅副汽化器；8.汽压差发动机；9.管路；10.压缩机；11.节流阀；12.汽压差发电机；13.电线；14.高温保温箱；15.启动电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作更为详细、完整的说明。

具体实施例1，一种空气能发动机，包括发动机本体，发动机本体包括冷端热交换器1、低温端汽液分离器2、液体增压机3、高压低温端吸热交换器4、热端热交换器5、热端汽液分离器6、电辅副汽化器7和汽压差发动机8。

冷端热交换器1、低温端汽液分离器2、液体增压机3、高压低温端吸热交换器4、热端热交换器5、热端汽液分离器6、电辅副汽化器7和汽压差发动机8通过封闭的管路9连接形成主闭环回路(第一冷媒循环回路)。

进一步的发动机本体还包括压缩机10和节流阀11，压缩机10与热端热交换器5、节流阀11和冷端热交换器1通过管道连接成副闭环回路(第二冷媒循环回路)。

更进一步的，在此实施例中压缩机10可根据需要选择多级压缩机。

更进一步优化的方案，压缩机10与液体增压机3电性相连，压缩机10与液体增压机3之间设有启动电源15；启动电源15提供启动电流给压缩机10和液体增压机3，待启动正常后系统可自动循环进行空气能转化成机械能。

进一步优化的，热端热交换器5、热端汽液分离器6、电辅副汽化器7、汽压差发动机8置于高温保温箱14内，以确保热能不散失。

其中压差发动机原理跟蒸汽机工作原理相同。

此实施例中的空气能发动机，其中主闭环回路通过多级的冷热交换器和汽液分离器以、液体增压机以及汽压差发动机将空气能转换成动能；副闭环回路由压缩机、冷端热交换器、节流阀、热端热交换器组成，副环回路在两个热交换器上产生一个低温和一个高温，其热量流向是把低温端的热能传递至高温端热交换器，确保低温端冷媒的液化和高温端冷媒的汽化效率。

具体实施例2，一种空气能发电机，包括发动机本体，所述发动机本体包括冷端热交换器1、低温端汽液分离器2、液体增压机3、高压低温端吸热交换器4、热端热交换器5、热端汽液分离器6、电辅副汽化器7和汽压差发动机8；所述冷端热交换器1、低温端汽液分离器2、液体增压机3、高压低温端吸热交换器4、热端热交换器5、热端汽液分离器6、电辅副汽化器7和汽压差发动机8通过封闭的管路9连接形成封闭的第一冷媒循环回路。其中电辅副汽化器7和冷端热交换器1之间通过管道连接汽压差发电机12，汽压差发电机12与汽压差发动机8和电辅副汽化器7通过电线13电性相连。

更进一步的，发动机本体还包括压缩机10和节流阀11，压缩机10与热端热交换器5、节流阀11和冷端热交换器1通过管道连接成封闭的第二冷媒循环回路。

更进一步的，在此实施例中压缩机10可根据需要选择多级压缩机。

优选的，所述压缩机10与所述液体增压机3电性相连，所述压缩机10与所述液体增压机3之间设有启动电源15；所述启动电源15提供启动电流给压缩机10和液体增压机3，待启动正常后系统可自动循环进行空气能转化成电能，由发电机自行供电。

优选的，所述热端热交换器5、热端汽液分离器6、电辅副汽化器7、汽压差发动机8置于高温保温箱14内，以确保热能不散失。

此实施例中的空气能发电机，其中主闭环回路通过多级的冷热交换器和汽液分离器以、液体增压机以及气压差电电机将空气能转换成电能；副闭环回路由压缩机、冷端热交换器、节流阀、热端热交换器组成，副环回路在两个热交换器上产生一个低温和一个高温，其热量流向是把低温端的热能传递至高温端热交换器，确保低温端冷媒的液化和高温端冷媒的汽化效率。

显然，所描述的实施例仅是本实用新型的个别实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种空气能发动机，包括发动机本体，其特征在于：所述发动机本体包括冷端热交换器(1)、低温端汽液分离器(2)、液体增压机(3)、高压低温端吸热交换器(4)、热端热交换器(5)、热端汽液分离器(6)、电辅副汽化器(7)和汽压差发动机(8)；

所述冷端热交换器(1)、低温端汽液分离器(2)、液体增压机(3)、高压低温端吸热交换器(4)、热端热交换器(5)、热端汽液分离器(6)、电辅副汽化器(7)和汽压差发动机(8)通过封闭的管路(9)连接形成封闭的第一冷媒循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种空气能发动机，其特征在于：所述发动机本体还包括压缩机(10)和节流阀(11)，所述压缩机(10)与热端热交换器(5)、节流阀(11)和所述冷端热交换器(1)通过管道连接成封闭的第二冷媒循环回路。

3.根据权利要求2所述的一种空气能发动机，其特征在于：所述压缩机(10)为多级压缩机。

4.根据权利要求3所述的一种空气能发动机，其特征在于：所述压缩机(10)与所述液体增压机(3)电性相连，所述压缩机(10)与所述液体增压机(3)之间设有启动电源(15)；所述启动电源(15)提供启动电流给压缩机(10)和液体增压机(3)，待启动正常后系统可自动循环进行空气能转化成机械能。

5.根据权利要求1所述的一种空气能发动机，其特征在于：所述热端热交换器(5)、热端汽液分离器(6)、电辅副汽化器(7)、汽压差发动机(8)置于高温保温箱(14)内，以确保热能不散失。

6.一种利用权利要求1-5任意一项所述空气能发动机的空气能发电机，其特征在于：所述电辅副汽化器(7)和冷端热交换器(1)之间通过管道连接汽压差发电机(12)，所述汽压差发电机(12)与所述电辅副汽化器(7)电性相连。

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