專利名稱：一種制冷式動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
一種制冷式動(dòng)力系統(tǒng) 本發(fā)明涉及一種制冷式動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備，尤其是儲(chǔ)存器、冷卻器、吸熱器、 氣輪機(jī)和壓縮機(jī)組成的制冷式動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備。
現(xiàn)在的空調(diào)都是以壓縮機(jī)作為系統(tǒng)核心，制冷劑作為工質(zhì)的制冷設(shè)備。它 由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和散熱器三個(gè)主要部分組成。但空調(diào)只是利用蒸發(fā)器和散 熱器把局部空間內(nèi)的空氣熱量轉(zhuǎn)移到另外的空間空氣中罷了，它不能把蒸發(fā) 器吸收到的熱量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。也就是它不能實(shí)現(xiàn)真正意義上的制 冷。并且它是耗能設(shè)備。它的電動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)行需要外界電網(wǎng)輸入電力?？照{(diào) 的大量使用，消耗巨大的電力。尤其是夏天，空調(diào)的廣泛使用，往往導(dǎo)致電 網(wǎng)供電不足。
本發(fā)明的任務(wù)是制造一種能將空氣中的熱量轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的系統(tǒng)設(shè)備，它在 實(shí)現(xiàn)制冷的同時(shí)可以把轉(zhuǎn)化空氣熱量得到的動(dòng)力除供給系統(tǒng)本身的壓縮機(jī)運(yùn) 行外還可以對(duì)系統(tǒng)外界輸出動(dòng)力。
為了解決上述任務(wù)，本發(fā)明的解決方案是在普通空調(diào)的的制冷劑循環(huán) 流程中把蒸發(fā)器改成冷卻器和吸熱器兩個(gè)串連部件。并除去散熱器，另外增 設(shè)了氣輪機(jī)。該氣輪機(jī)串接在吸熱器和冷卻器之間。該氣輪機(jī)的功能在于把 制冷劑在吸熱器內(nèi)吸收到的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能輸出。也就是利用制冷劑在吸熱 器內(nèi)通過(guò)吸收吸熱器傳導(dǎo)入的外界空氣所含熱量后形成的常溫高壓氣體來(lái)推 動(dòng)氣輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。冷卻器的內(nèi)部由兩組相對(duì)獨(dú)立的管道組成。 一組串接在氣輪 機(jī)的排氣口和壓縮機(jī)的進(jìn)氣口之間；另一組串接在儲(chǔ)存儲(chǔ)器的排出口和吸熱 器的進(jìn)氣口之間。它功能是利用壓縮機(jī)壓縮出來(lái)的液體制冷劑在冷卻器內(nèi)蒸 發(fā)以把氣輪機(jī)排出的常溫低壓氣體制冷劑進(jìn)一步冷卻為低溫低壓的氣體制冷 劑以供給壓縮機(jī)進(jìn)行液化壓縮。
上述壓縮機(jī)的動(dòng)力可以直接取自氣輪機(jī)輸出的動(dòng)力，也可以把氣輪機(jī)產(chǎn)生 的動(dòng)力先用來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再把發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能部分輸回電動(dòng)壓縮機(jī) 進(jìn)行壓縮工作。
上述的蒸發(fā)器可以采用自然吸熱式；也可以采用強(qiáng)迫空氣對(duì)流吸熱式。 由于上述解決方案中采用了氣輪機(jī)來(lái)把制冷劑蒸發(fā)所吸收到的大部分熱 能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力輸出，又采用了冷卻器把進(jìn)入壓縮機(jī)前的氣體制冷劑進(jìn)一步的 冷卻，這使得壓縮機(jī)在進(jìn)行壓縮工作時(shí)所需要的功率在大為降低，氣輪機(jī)對(duì) 外界輸出的功率則相對(duì)提高。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明；

圖1是本發(fā)明制冷式動(dòng)力系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)流程方框圖。 圖2是本發(fā)明中的冷卻器沿1——1線的剖視圖。 在圖1所示的制冷劑循流程方框圖中，儲(chǔ)存器做為液體制冷劑的儲(chǔ)存設(shè) 備。儲(chǔ)存器的制冷劑輸出口與冷卻器的冷卻管道輸入口用管道連接。液體制 冷劑從儲(chǔ)存器輸?shù)嚼鋮s器冷卻管道進(jìn)行初步吸熱蒸發(fā)，以降低冷卻器內(nèi)的溫 度。冷卻器的冷卻管道輸出口與吸熱器的輸入口用管道連接。經(jīng)初步蒸發(fā)的 低溫氣體制冷劑從冷卻器輸出口經(jīng)管道輸送到吸熱內(nèi)進(jìn)一步吸熱膨脹，最終 在吸熱器輸出口前形成與外界溫度基本一致的常溫高壓氣體制冷劑。吸熱器 的輸出口與氣輪機(jī)的輸入口用管道連接。常溫高壓的氣體制冷劑從吸熱器輸 送到氣輪機(jī)內(nèi)推動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作。常溫高壓的氣體制冷劑在推動(dòng)了氣輪機(jī) 工作后壓力下降，從而成為常溫低壓的氣體制冷劑。氣輪機(jī)的氣體排出口與 冷卻器的受冷卻管道輸入口用管道連接。常溫低壓的氣體制冷劑在低溫的冷 卻器內(nèi)散熱降溫.從而成為低溫低壓的氣體制冷劑.冷卻器的受冷卻管道輸出 口與壓縮機(jī)的氣體輸入口用管道連接.低溫低壓的氣體制冷劑從冷卻器輸送到
壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行液化壓縮.由于輸送到壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行液化壓縮的是低溫低壓的氣 體制冷劑，在壓縮同等質(zhì)量制冷劑的情況下，它比現(xiàn)在的空調(diào)壓縮常溫高壓的 氣體體制冷劑所需功率要小很多。這亦使得本發(fā)明系統(tǒng)中氣輪機(jī)對(duì)系統(tǒng)外界 輸出的功率比例提高。壓縮機(jī)的液體制冷劑輸出口與儲(chǔ)存器的輸入口用管道 連接。壓縮機(jī)壓縮出來(lái)的液體制冷劑經(jīng)管道輸送入儲(chǔ)存器內(nèi)儲(chǔ)存，以供下一 次輸?shù)嚼鋮s器蒸發(fā)冷卻。從而實(shí)現(xiàn)制冷劑在系統(tǒng)中的循環(huán)利用。
圖2是本發(fā)明系統(tǒng)中最為簡(jiǎn)單的冷卻器剖視圖。它由直徑較小的金屬管 外套以直徑較大的管道以及外包隔熱層組成。直徑較小的金屬管內(nèi)通過(guò)冷卻 氣體制冷劑，直徑較大的外層管道與直徑較小的金屬管之間空隔通以受冷卻 氣體制冷劑。
由于本發(fā)明系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)的獨(dú)立制造技術(shù)已在社會(huì)上相當(dāng)成熟，市 面上消售的各獨(dú)立環(huán)節(jié)品種數(shù)不勝數(shù)。因此，本發(fā)明系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的獨(dú)立制 造技術(shù)在此不再做詳細(xì)的陳述。
本發(fā)明系統(tǒng)的輸出功率可根據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)大小，范圍在幾十瓦到幾百兆瓦 之間。由于本發(fā)明系統(tǒng)的輸出功率范圍廣，且應(yīng)用不受地理和氣候等條件的 限制，以及環(huán)保、運(yùn)行可無(wú)需燃料等許多優(yōu)點(diǎn)。因而，它的應(yīng)用亦可十分廣 泛。它在實(shí)現(xiàn)制冷的同時(shí)，它的動(dòng)力輸出可以做為車輛、輪船的驅(qū)動(dòng)力，也 可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)做家庭的獨(dú)立電源以至大型發(fā)電站的動(dòng)力源等等。不管本發(fā) 明系統(tǒng)應(yīng)用在什么方面，只要采用了上述利用液體制冷劑吸熱蒸發(fā)所獲得的 高壓氣體來(lái)推動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)再冷卻壓縮的所有動(dòng)力系統(tǒng)都屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1、一種主要由儲(chǔ)存器、冷卻器、吸熱器、氣輪機(jī)和壓縮機(jī)組成的 制冷式動(dòng)力系統(tǒng)。其特征在于它利用液體制冷劑在吸熱蒸發(fā)后可得到的高壓氣體來(lái)推動(dòng)氣輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是利用氣輪機(jī)來(lái)把液體制冷劑在蒸發(fā)時(shí)吸收到的熱量大部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)力輸出。并將通過(guò)氣輪機(jī)后的氣體進(jìn)行冷卻壓縮為液體制冷劑以實(shí)現(xiàn)制冷的循環(huán)利用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷式動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明系 統(tǒng)可以在常溫的空氣中依靠系統(tǒng)中吸熱器吸收空氣中的熱量來(lái)實(shí) 現(xiàn)制冷和對(duì)系統(tǒng)外界需要?jiǎng)恿\(yùn)行的設(shè)備供給動(dòng)力。而不需要系 統(tǒng)外界提供電力或燃料來(lái)維持系統(tǒng)的運(yùn)行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷式動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)對(duì)外 界輸出的動(dòng)力可做為車輛、輪船等的驅(qū)動(dòng)力，也可以做為發(fā)電機(jī) 的動(dòng)力源以及做為其他一切需要?jiǎng)恿\(yùn)行的設(shè)備所需動(dòng)力源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制冷式動(dòng)力系統(tǒng)，它在普通空調(diào)的制冷劑循環(huán)流程中把蒸發(fā)器改成串接的冷卻器和吸熱器，除去散熱器，增加了氣輪機(jī)。它利用液體制冷劑吸熱蒸發(fā)形成的高壓氣體來(lái)推動(dòng)氣輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。把吸熱器吸收到的外界空氣中的熱量轉(zhuǎn)化為氣輪機(jī)的動(dòng)力輸出。并將通過(guò)氣輪機(jī)后的氣體進(jìn)行冷卻壓縮為液體制冷劑以實(shí)現(xiàn)制冷劑的循環(huán)利用。由于制冷劑的液化點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下遠(yuǎn)低于常溫，所以它可以常溫下靠吸熱器吸收空氣中的熱量運(yùn)行，而不必燃料輸入。
文檔編號(hào)F01K27/00GK101349253SQ20071013724
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者徐石東 申請(qǐng)人:徐石東