[发明专利]活塞式多功能气动机

权利要求书

1.本发明涉及的活塞式多功能气动机(以下简称多功能气动机)是一种集成了内燃机、压缩机、气动马达三种功能或其中任意两种功能的新型气动机械。

2.该多功能气动机不是内燃机、压缩机、气动马达三者在外观上的简单合并，它区别于这三种气动机械的根本特征为：它所集成的各种功能可共用部分或全部气路、气缸及活塞组，且它所集成的内燃机、压缩机、气动马达功能可单独运行，或将其中某两种功能同时运行；在外部特征上它区别于内燃机的主要特征是增加了储存压缩空气的设备，区别于活塞式压缩机及气动马达的主要特征是它的某些功能需要消耗燃料(或热能)。

3.该多功能气动机的工作过程由压缩过程、膨胀过程、热交换过程(吸热或放热)这三种基本过程组成，压缩过程及膨胀过程可为单级或多级；压缩过程与膨胀过程的级数可相同或不同；压缩过程与膨胀过程可单独进行，也可对称交替进行(压缩量＝膨胀量)或非对称交替进行(压缩量≠膨胀量)；压缩过程中可根据需要选择是否采取中冷措施；膨胀过程中可根据需要选择是否对气体提供热能；压缩气路及膨胀气路之间任意位置可根据需要设置储气设备。

4.该多功能气动机的用途主要有两大类：一是作为输出动力及回收利用机械能的发动机使用；二是作为提供压缩空气的设备使用。

5.该多功能气动机可实现以下功能：

(1)作为类似于一般活塞式内燃机的动力机械工作，此时，该多功能气动机通过“吸气→压缩→吸热升温→膨胀做功→排气”的往复循环，消耗热能获得机械能；

(2)作为被外力驱动的空气压缩机工作，此时，该多功能气动机从自然界吸入空气，并消耗机械能将空气压缩后储存在储气设备中；

(3)作为气动马达工作，此时，多功能气动机通过消耗储气设备中的压缩空气获得机械能；

(4)作为消耗热能的气动马达工作，此时，多功能气动机的储气设备释放压缩空气，并让压缩空气吸热升温，高温高压空气膨胀做功，从而对外输出能量

(5)运行在功能(1)、(2)之间，此时，多功能气动机从外界吸入空气并压缩，空气到达压缩终端后，一部分被存入储气设备内，剩余部分经过吸热升温、膨胀做功后被排向自然界，排气完成后重新吸气，如此往复循环；本项功能的实质是：多功能气动机通过消耗热能压缩空气并储存，与此同时，它可减少压缩空气的储存而对外输出动力，也可接收外界动力而增加压缩空气的储存；

(6)运行在功能(1)、(4)之间，此时，多功能气动机从外界吸入空气并压缩，同时，储气设备再释放一部分压缩空气与新压缩的空气合并，合并后的压缩空气经吸热升温→膨胀做功后被排向自然界，排气完成后重新进入下一个循环；本项功能的实质是：多功能气动机在运行功能(1)的同时，又利用储气设备中的压缩空气增加参与膨胀做功的空气量(该项功能可使气动机输出动力在功能一的基础上得到加强)；

(7)消耗少量能量空转的功能；

(8)自动充、放气功能；

(9)停机功能；

(10)停机后再次启动功能；

(11)随时起停功能；

(12)利用外部气源充气功能；

该多功能气动机实际应用中确定的功能可为以上(1)～(12)项功能的部分或全部。

6.该多功能气动机可利用多种形式的热能，如汽油、柴油、石油液化气、天燃气、氢气、醇类、煤炭等各种燃料燃烧的热能，以及废气余热、太阳能等。

7.该多功能气动机可通过吸气增压(机械增压或废气涡轮增压)提高工作效率。