[发明专利]空气(氮气)发动机系统

权利要求书

1.本发明专利所述的空气(氮气)发动机系统的特征，在于包括：

液氮低温贮罐(1)、主控阀(2)、调节阀(3)、液相管(4)、主气化器(5)、气相管(6)、止回阀(7)、副气化器(8)、气相阀(9)、蓄能器(10)、控制阀(11)、旁通阀(12)、压气机(13)、稳压管(14)、氮气轮机(15)、消声器(16)、排污阀(17)、调节及离合装置(18)。

2.按权利要求1所述的空气(氮气)发动机系统的特征，在于包括以下关键设备的结构特点和性能目的：

液氮低温贮罐(1)：系采用真空多层绝热方式，以保证低温绝热性能的可靠性。

主气化器(5)：系采用长翅片管式热交换器，以保证其与外界热交换的稳定性，可确保能获取大量的热能。

副气化器(8)：系采用圆翅片管式热交换器，以促使其二次气化的充分性。

蓄能器(10)：系采用多重挡板分离方式，以达到使其气液两相分离和储能及使压力稳定的效果。

压气机(13)：系采用离心式增压方式，以提高氮气轮机的输出功率。

氮气轮机(15)：系采用多级透平式结构，使带压氮气能进行多次膨胀和获得适当的反动度，以实现将氮气的内能转变成动能、并输出尽可能多的机械功之目的。

3.按权利要求1和权利要求2所述的空气(氮气)发动机系统的工作原理，其特征在于：本系统的工质是空气(氮气)及其液化气体。当液氮从低温贮罐(1)中导出后，经主控阀(2)和调节阀(3)及液相管(4)输送到主气化器(5)中进行气化，从外界环境中获得热量，使本身温度快速升高，其压力也大大提高，变成高压纯氮气。同时，经气相管(6)和气相阀(9)输送进蓄能器(10)中进行气液分离和储能、稳压，经控制阀(11)和稳压管(14)导至氮气轮机(15)中进行膨胀作功，从而使氮气的内能转变成动能并驱动氮气轮机的转子旋转。再通过调节及离合装置(18)输出机械功，为其它需要动力工作的机器提供机械能。工作过的废气则经消声器(16)排放至外部。同时，为了确保液氮能源源不断地从低温贮罐中导出，有必要在主气化器(5)后和气相阀(9)前的气相管(6)中分流一小部份温度较低的氮气，经过止回阀(7)到副气化器(8)中进行二次气化，以加大液氮低温贮罐(1)中气相部分的压力，可以使液氮能顺利地从液氮低温贮罐(1)导出，并经主控阀(2)和调节阀(3)及液相管(4)进入主气化器(5)中进行气化。

另外，若从蓄能器(10)中出来的氮气压力不够高，则可关闭控制阀(11)、打开旁通阀(12)，使氮气经压气机(13)增压后再进入氮气轮机(15)中工作，以提高氮气轮机的输出功率。而止回阀(7)主要是控制工质按箭头所指示的方向流动。排污阀(17)用于将蓄能器(10)中的杂质排出罐体之外。