專利名稱：壓縮空氣備用發(fā)電機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靠壓縮空氣工作的備用發(fā)電機(jī)裝置。
目前的發(fā)電機(jī)裝置主要包括交流發(fā)電機(jī)，該交流發(fā)電機(jī)在其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生電流，其由靠汽油、柴油或其它氣體工作的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生極大的噪音和污染并浪費(fèi)必須不斷補(bǔ)充的能源。
本申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)多個(gè)并已被公開的專利申請(qǐng)WO9627737、WO9748884、WO9812062、WO9815440，這些申請(qǐng)是關(guān)于使用壓縮空氣作為能源儲(chǔ)存，特別是用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)或做其它應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置目的在于解決關(guān)于向發(fā)電機(jī)裝置提供燃料的問題，通過采用壓縮空氣使其工作；該發(fā)電機(jī)裝置包括可以作為電機(jī)或壓縮機(jī)-壓縮空氣電機(jī)-壓縮機(jī)工作的可逆壓縮空氣電機(jī)，由電動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)電機(jī)，該發(fā)電電機(jī)還是可逆的并且可作為發(fā)電機(jī)-電機(jī)-發(fā)電機(jī)工作。在工作中，該電機(jī)-發(fā)電機(jī)處于電動(dòng)電機(jī)模式，接收來自電力網(wǎng)如城市干線的電力，驅(qū)動(dòng)壓縮空氣電機(jī)-壓縮機(jī)，該壓縮空氣電機(jī)-壓縮機(jī)因此處于壓縮模式并注滿一個(gè)或多個(gè)高壓如200bar的壓縮空氣罐，并保持壓縮空氣罐充滿。當(dāng)中止電力供應(yīng)時(shí)，例如在電源切斷時(shí)，電機(jī)-壓縮機(jī)自動(dòng)切換到電動(dòng)模式中，并且由保存在存儲(chǔ)罐中的壓縮空氣的能量驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)自動(dòng)切換到發(fā)電機(jī)模式的電機(jī)-發(fā)電機(jī)以供應(yīng)電力。
由機(jī)電、電子或一些其它裝置管理從一種工作模式向另一種工作模式的切換。
作為最佳實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的備用發(fā)電機(jī)裝置包括如申請(qǐng)人在其專利申請(qǐng)F(tuán)R9700851中描述的恢復(fù)環(huán)境熱能的系統(tǒng)，其中以非常高的壓力例如200bar和在環(huán)境溫度例如20℃下在存儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的壓縮空氣在其在電機(jī)-壓縮機(jī)中最終以例如低于30bar的壓力使用之前，使其壓力降低到接近最終使用所需要的壓力，在可變?nèi)莘e系統(tǒng)中，例如在氣缸中的活塞，產(chǎn)生可以通過任何公知的手段，機(jī)械的、電子的、液壓的或其它手段恢復(fù)和利用的功。隨做功而壓力降低則導(dǎo)致將壓縮空氣冷卻到非常低的溫度，例如負(fù)100℃，而該壓縮空氣的壓力已經(jīng)降低到接近使用壓力的壓力并處于非常低的溫度。然后將壓縮空氣輸送到具有自由流通空氣的交換器，重新加熱到接近環(huán)境溫度的溫度，這樣提高其壓力和/或其容積，恢復(fù)從大氣中獲得的熱能。
作為另一最佳實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)工作方法包括由申請(qǐng)人在專利申請(qǐng)F(tuán)R9800877描述的熱量加熱系統(tǒng)，其中申請(qǐng)人提出了一種方法，該方法使可利用和可提供能量的量得到提高，其特征在于來自儲(chǔ)存罐的壓縮空氣在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和/或膨脹室中之前，直接或在經(jīng)過空氣-空氣熱交換器后，并在進(jìn)入燃燒室前，經(jīng)過加熱器，壓縮空氣在進(jìn)入燃燒和/或膨脹室前在加熱器中進(jìn)一步提高該壓縮空氣的壓力和/或容積，由此進(jìn)一步大大改進(jìn)性能。
當(dāng)備用發(fā)電機(jī)裝置使用在供應(yīng)城市煤氣的建筑物中時(shí)，可以方便地向加熱器供應(yīng)所述城市煤氣。
根據(jù)本發(fā)明的備用發(fā)電機(jī)裝置可以安裝在建筑物或其它私人房屋中的裝置的位置上。該備用發(fā)電機(jī)還可固定在機(jī)動(dòng)裝置上，而該機(jī)動(dòng)裝置可以用電力驅(qū)動(dòng)，并在戶外工地使用前充足其存儲(chǔ)罐。
通過閱讀幾個(gè)非限定性實(shí)施例的說明并參照給出的附圖
，會(huì)得出本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征，其中單一的附圖表示了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)裝置的工作框圖，其中通過電纜2由電力網(wǎng)供電或通過電纜3向電力網(wǎng)供的電力的電機(jī)發(fā)電機(jī)1，通過傳動(dòng)裝置4驅(qū)動(dòng)電機(jī)-壓縮機(jī)5，或被電機(jī)-壓縮機(jī)5所驅(qū)動(dòng)，在壓縮機(jī)模式中電機(jī)-壓縮機(jī)5通過管道7充滿高壓存儲(chǔ)罐6，并在壓縮空氣電機(jī)模式中從存儲(chǔ)罐6接收隨著做功壓力已經(jīng)降低的壓縮空氣，在可變?nèi)莘e裝置中可使空氣溫度顯著降低，而該空氣的壓力降低到大約等于電機(jī)-壓縮機(jī)工作壓力的壓力，存儲(chǔ)在儲(chǔ)存罐6中的高壓壓縮空氣隨做功而壓力降低是在一個(gè)裝置總成中實(shí)現(xiàn)的，該總成包括連桿53和工作活塞54，并直接連接到通過傳動(dòng)裝置21A與電機(jī)曲軸18相連的曲軸18C上。該活塞54在一端封閉的氣缸55中滑動(dòng)并形成工作室35，一方面，一高壓空氣進(jìn)氣管37通向該工作室35內(nèi)，該進(jìn)氣管37的打開和關(guān)閉由電控閥38控制，另一方面，排氣管39連接到空氣-空氣熱交換器或散熱器41，而散熱器41本身通過管道42連接到處于幾乎為恒定最終使用壓力的緩沖容積43。在工作中，當(dāng)工作活塞54處于其上死點(diǎn)時(shí)，電控閥38打開接著再關(guān)閉，以注入非常高壓力的壓縮空氣，該壓縮空氣會(huì)膨脹，驅(qū)動(dòng)活塞54返回到其下死點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)做功，并通過連桿53驅(qū)動(dòng)曲軸18C，通過傳動(dòng)裝置21A驅(qū)動(dòng)電機(jī)-壓縮機(jī)18的曲軸。在活塞54的上沖程中，排氣電控閥40接著打開，壓力已經(jīng)實(shí)際降低至使用壓力的并以非常低溫度保存在工作室中的壓縮空氣(在箭頭F的方向)排入到空氣-空氣交換器或散熱器41內(nèi)。這樣該空氣會(huì)加熱到接近環(huán)境溫度的溫度并當(dāng)其到達(dá)緩沖容積43時(shí)會(huì)增大容積，恢復(fù)來自大氣的相當(dāng)數(shù)量能量。
在空氣-空氣交換器41和緩沖容積43之間，在管道42上，還有加熱器56，構(gòu)成燃燒器57，當(dāng)來自空氣-空氣交換器41的壓縮空氣(在箭頭F的方向上)經(jīng)過交換線圈58時(shí)，燃燒器57會(huì)大大提高該壓縮空氣的溫度并因此提高其壓力和/或體積。
切換模式、電動(dòng)發(fā)電機(jī)和電機(jī)-壓縮機(jī)的類型、儲(chǔ)存罐及其容積的設(shè)計(jì)當(dāng)然可以采用公知或非公知方法，而不以任何方法改變已經(jīng)說明的本發(fā)明原理。
權(quán)利要求
1.靠儲(chǔ)存的壓縮空氣工作的備用發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于壓縮空氣電機(jī)是可逆，并在壓縮空氣電機(jī)模式或在壓縮空氣壓縮機(jī)模式下——壓縮空氣電機(jī)-壓縮機(jī)(5)由電動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)電機(jī)而工作，所述電動(dòng)電機(jī)還是可逆的，可以起到發(fā)電機(jī)-電動(dòng)發(fā)電機(jī)(1)的作用，其中在工作中，在電動(dòng)電機(jī)模式中的電機(jī)-發(fā)電機(jī)從電力網(wǎng)接收能量而工作，驅(qū)動(dòng)壓縮空氣電機(jī)-壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)模式中工作，注滿一個(gè)或多個(gè)高壓壓縮空氣儲(chǔ)存罐并保持儲(chǔ)存罐充滿，其中當(dāng)供電電源中斷時(shí)，電機(jī)-壓縮機(jī)自動(dòng)切換到電機(jī)模式，并用保存在儲(chǔ)存罐或儲(chǔ)存罐(6)中的壓縮空氣的能量帶動(dòng)而驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)-發(fā)電機(jī)，所述電機(jī)-發(fā)電機(jī)還自動(dòng)切換到發(fā)電機(jī)模式以提供備用電源。
2.如權(quán)利要求1所述的備用發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于保存在高壓存儲(chǔ)罐(6)中的壓縮空氣在進(jìn)入電機(jī)-壓縮機(jī)之前通過實(shí)現(xiàn)溫度降低的做功而降低壓力，接著傳送到具有自由流通的空氣的交換器(41)而再加熱，從而使其壓力升高和/或其體積增大，重新獲得環(huán)境熱能。
3.如權(quán)利要求1和2所述的備用發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于來自存儲(chǔ)罐的壓縮空氣在進(jìn)入電機(jī)-壓縮機(jī)之前按規(guī)定路線直接通過加熱器(56)或在經(jīng)過空氣-空氣熱交換器后再通過加熱器(56)以進(jìn)一步提高其壓力和/或其體積。
4.如權(quán)利要求3所述的備用發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于用于加熱器的能量來是城市煤氣。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的備用發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，具有其存儲(chǔ)罐和其附件的整個(gè)發(fā)電機(jī)裝置安裝在移動(dòng)物體上，所述移動(dòng)物體使整個(gè)發(fā)電機(jī)裝置可以用在戶外現(xiàn)場(chǎng)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用壓縮空氣作為能量并裝備電機(jī)發(fā)電機(jī)的輔助電源裝置,該電機(jī)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有壓縮空氣的電機(jī)壓縮機(jī)或由該電機(jī)壓縮機(jī)所驅(qū)動(dòng),該電機(jī)壓縮機(jī)在高壓存儲(chǔ)罐中將空氣壓縮至高壓,當(dāng)電源自動(dòng)切斷時(shí),在交替模式中驅(qū)動(dòng)電機(jī)壓縮機(jī)從而供應(yīng)電力。本發(fā)明適于固定的或移動(dòng)的輔助電源設(shè)。
文檔編號(hào)F01B17/00GK1311915SQ99809088
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)日期1999年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月27日
發(fā)明者居伊·內(nèi)格爾 申請(qǐng)人:居伊·內(nèi)格爾