液態氣體氣化膨脹動力裝置的製作方法

2023-07-05 00:05:41

專利名稱：液態氣體氣化膨脹動力裝置的製作方法
液態氣體氣化膨脹動力裝置技術領域
本發明為一款綠色無汙染動力裝置，屬裝置的動力核心部分。可應用到汽車發動 機及各種依靠內燃機或蒸汽機供能的機械裝置中來取代內燃機或蒸汽機。
背景技術：
能源和環保兩大問題困擾著世界人民，現今世界主要能源依然是化石燃料，而化 石燃料的急劇減少也牽動著世界人民的心，各國都在加緊開發新能源；環境汙染是人類迫 切解決的另一大問題，而現今環境汙染的最大幕後黑手正是化石燃料燃燒排放的廢氣。結 合以上兩大問題不難看出如果能夠找到一種供能方式取代化石燃料就能使這兩個問題得 到很大程度上的緩解。本品正是在這種條件下產生的，工業革命初期人類發明了蒸汽機，利 用鍋爐將水加熱至氣化膨脹注入汽缸推動活塞運動產生動能，這種裝置依靠化石燃料燃燒 提供初始能量，而推動活塞做功產生動能的水蒸氣並不產生汙染，但是因為熱能利用率較 低，足足浪費了 80%的能量，並且體積較大而最終被內燃機取代了。內燃機工作原理與蒸 汽機類似，也是用液體轉化為氣體體積膨脹在汽缸中推動活塞做功產生動能的，只不過蒸 汽機是利用物理反應「氣化」在外部供能條件下使液體變為氣體，而內燃機是通過化學反應 「燃燒」將液態燃料轉化成氣體，改進的地方是液態與氣態轉化地點由鍋爐中轉移到了氣缸 內，大大提高了能量利用率，並且將鍋爐替換成了油箱大大減小了體積，但始終沒有改變的 是能量來源，依然是依靠化石燃料的燃燒來提供最初的能量，所以化石燃料的消耗和廢氣 的排放一直沒有得到解決，隨著科技的進步，世界的發展，能源的大量消耗和廢氣的大量排 放已經導致能源問題和環境問題成為世界性的大問題了。發明內容
鑑於這一狀況，經過深入思考，本人發現一條解決之道，那就是利用液態氣體在常 溫常壓下氣化膨脹產生動能。本構思也是偶然靈感所至，大家都知道氣體在低溫或高壓或 低溫兼高壓時可以液化為液體，而液態氣體在升溫或減壓時可氣化為氣體，蒸汽機運用的 原理就是液體的氣化膨脹做功，只不過它是將原本在常溫常壓下的水通過外部供熱使其氣 化為水蒸氣，那麼我們為什麼不能讓一些氣體在低溫高壓下液化成液體，然後用這液態的 氣體暴露在常溫常壓下使其自動氣化來膨脹做功呢？這種方式無需外界主動供能，它吸收 的能量是空氣中的熱能(液態氣體氣化時是吸熱的，可以拿打火機試驗一下)，而空氣中的 熱量主要來自於太陽，也就是說能量來源源於太陽能，另外由於無需鍋爐供熱，所以體積方 面也可和內燃機相當，而氣化反應是發生在氣缸內的，與內燃機的能量利用率並無差別，由 於此反應是物理反應，所以不產生新物質，因此不會產生汙染，另外由於此反應吸收了空氣 中的熱量，當能夠全世界普及使用時還會對地球變暖起到一定遏制作用。建議使用液態氣 體為液氧或液氮，這兩種氣體在大氣中儲量很大，易於獲取，且均非汙染廢氣。因以上只是 本人在理論上的論述，以我一人之力無法進行實踐和實驗，所以在細節方面還有很多未知 因素第一，液態氣體的來源，因此非高精尖的科技生產只需普通的工業用液態氣體即可，也就是利用空氣壓縮獲得的方式，雖然不知道具體操作步驟是如何，但在網上查了一下價 格，對比現今汽油價發現同質量的液氧價格低於現今汽油價，也就是說液氧在現有的工藝 製造上成本低於汽油，只是不知道生產液氧過程中是否需要用化石燃料燃燒供能。第二，原 料選擇方面，各項數據表明液氧的入選可能性較大，液化點較高，較易生產，而且氧氣非但 不是有害氣體，還是有益氣體，在反應過後會產生局部小範圍的清新氧氣區域，對於大量汽 車聚集的城市來講可以起到很大的清新空氣作用，但弊病是液氧化學性質活潑，不知道在 反應過程中是否會因為化學性質活潑產生其他問題，如損壞設備等，但如選用陶瓷內心等 應該可以避免此問題；如果是選擇液氮的話化學性質可以不用考慮了，因為液氮化學性質 並不活潑，需要考慮的就是製造成本問題。第三，液態氣體承載、運輸及灌裝，液態氣體需要 密閉承載，根據現今的技術水平這一想應該是可以輕鬆解決的，但由於無法進行試驗所以 我還無法給出一個具體有效的實施方案，至於運輸可以忽略，建議按地區分布建立液氣站， 就像加油站一樣，無需開設地下輸油管道，只要有空氣壓縮設備即可現場製造液態氣體，灌 裝的話建議用替換方法，統一「油箱」(應該叫液箱了)規格，一用，一備用，用光替換，將空 箱拿到液氣站充液(當然如果空氣壓縮設備產生噪音汙染也是需要解決的)。第四，設備 改進，因為本專利申請只是一個方案，無具體實物，所以設備細節方面無法給出完善方案， 僅針對汽車發動機來說，依據原理製造雛形應該不是問題，但現今社會科技發展迅速，機械 設備已經十分精細化，僅是重新製造新產品來更替舊設備對原有設備是一種浪費，所以如 果可能的話還是建議在原有設備基礎上作以修改，因為此裝置與內燃機在工作方式上還是 很接近的，只需更換油箱，在噴入口上做好密閉措施，將汽缸針對耐高溫的特性調整為耐低 溫，火花塞取消等即可，如果將來這項技術能夠在全世界推廣，這樣做廣大用戶也能容易接 受一些，畢竟改進設備要比更換設備節省好大一筆錢，當然如果想增強效果可以做一些諸 如在氣缸內安放一熱源供熱，將液態氣體直接噴射在熱源上，使氣化反應加劇等小改動。
具體實施方式
將一密閉容器內的液態氣體注入汽缸微量，由於氣缸內為常溫常壓狀態，所以該 液態氣體會吸收空氣中的熱量並在常壓下急劇氣化膨脹推動活塞做功，而後由排氣孔排 出，活塞恢復原位後再注入液態氣體，如此往復推動活塞做功。
權利要求
1.
全文摘要
本品為液態氣體氣化膨脹動力裝置，是以內燃機構造為基底，利用液態氣體在常溫常壓的汽缸中自行氣化膨脹推動活塞做功而產生動能。是一種綠色、無汙染的供能方式，可以取代現有的內燃機、蒸汽機等依靠化石燃料燃燒供能的動力裝置，本供能方式可取代絕大部分化石燃料，可大大減少化石燃料的消耗。其主要優點在於依靠物理反應中的「氣化」反應為供能方式，不產生新的物質，因而保證了純綠色、無汙染，而其最初能量來源於太陽能，太陽照射在地球上，絕大部分熱量被大氣吸收，而本反應大部分能量就是靠液態氣體在高於氣化點的常溫下吸收空氣中的熱量而氣化膨脹產生動能。
文檔編號F01B29/10GK102031994SQ20101052358
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者王超 申請人:王超