一种空气发电装置

本实用新型提供了一种空气发电装置，属于发电设备技术领域，旨在解决风力、太阳能发电，水利发电对环境的依赖，火力发电对化石能源的依赖及污染的问题；包括压缩机、二次膨胀机、离合器、柔性吸热储罐、换热器、膨胀机、气液分离器、高压离心液空泵、液空蒸发器、高压气液分离器和可发电电机；结构简单，电量输出可观，降低大气温度，而且，也可作为冷源输出，比如供给空气分离，冷冻客户，工厂设备冷却以及代替夏季空调系统，在发电的同时，具有节能效果；由于结构简单，可以模块化设计后由于大型交通工具的动力输出，比如飞艇，船舶。

技术领域
本实用新型涉及发电设备技术领域，具体为一种空气发电装置。
背景技术
在已有的太阳能、风能发电系统中，一般为太阳能电池，涡轮涡扇和反光聚光镜技术等。这些发电系统，能量输出不稳定。体积庞大，现有空气能发电系统结构复杂，有的需要燃料污染环境。实用新型内容针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种空气发电装置，结构简单，电量输出可观，降低大气温度，而且，也可作为冷源输出，比如供给空气分离，冷冻客户，工厂设备冷却以及代替夏季空调系统，在发电的同时，具有节能效果；由于结构简单，可以模块化设计后由于大型交通工具的动力输出，比如飞艇，船舶。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种空气发电装置，其特征在于，包括压缩机、二次膨胀机、离合器、柔性吸热储罐、换热器、膨胀机、气液分离器、高压离心液空泵、液空蒸发器、高压气液分离器和可发电电机；所述压缩机、二次膨胀机的两端分别与所述换热器和柔性吸热罐连通；所述膨胀机、换热器和高压离心液空泵分别与所述气液分离器连通；所述膨胀机的两端分别与所述换热器和高压气液分离器连通；所述液空蒸发器的两端分别与所述高压离心液空泵和高压气液分离器连通；所述液空蒸发器上设有与所述柔性吸热储罐连通的废热壳程出口和废热壳程入口；所述离合器的两端分别与所述压缩机和二次膨胀机传动连接；所述可发电电机的两端分别与所述膨胀机和所述压缩机传动连接。优选地，所述废热壳程出口内固定设有抽气涡扇；所述废热壳程入口内固定设有进气涡扇。优选地，所述柔性吸热储罐底部固定设有废热散热管进口和废热散热管出口。优选地，所述高压气液分离器上固定设有停车放空阀。一种空气发电装置，其特征在于，包括压缩机、二次膨胀机、离合器、换热器、膨胀机、气液分离器、高压离心液空泵、液空蒸发器、高压气液分离器和可发电电机；所述压缩机、二次膨胀机的两端分别与所述换热器和液空蒸发器连通；所述膨胀机、换热器和高压离心液空泵分别与所述气液分离器连通；所述膨胀机的两端分别与所述换热器和高压气液分离器连通；所述液空蒸发器的两端分别与所述高压离心液空泵和高压气液分离器连通；所述离合器的两端分别与所述压缩机和二次膨胀机传动连接；所述可发电电机与所述压缩机传动连接；所述膨胀机与所述可发电电机传动连接。优选地，所述液空蒸发器底部固定设有废热散热管进口和废热散热管出口。一种空气发电装置，其特征在于，包括压缩机、二次膨胀机、离合器、换热器、膨胀机、气液分离器、高压液空储罐、液空蒸发器、高压气液分离器和可发电电机；所述压缩机、二次膨胀机的两端分别与所述换热器和液空蒸发器连通；所述膨胀机、换热器和高压液空储罐分别与所述气液分离器连通；所述膨胀机的两端分别与所述换热器和高压气液分离器连通；所述液空蒸发器的两端分别与所述高压液空储罐和高压气液分离器连通；所述离合器的两端分别与所述压缩机和二次膨胀机传动连接；所述可发电电机与所述压缩机传动连接；所述膨胀机与所述可发电电机传动连接；所述高压液空储罐上连接有高压液空储罐进口阀、高压液空储罐出口阀和高压液空储罐平衡阀。优选地，所述液空蒸发器底部固定设有废热散热管进口和废热散热管出口。优选地，所述液空蒸发器底部固定设有空气过滤器。一种空气发电装置，其特征在于，包括压缩机、二次膨胀机、离合器、可发电电机、换热器、冷却器、加热器、气液分离器、膨胀机和空气过滤器；所述压缩机的两端分别与所述空气过滤器和冷却器连通；所述二次膨胀机、冷却器、气液分离器和加热器分别与所述换热器连通；所述膨胀机的两端分别与所述气液分离器和加热器连通；所述离合器的两端分别与所述压缩机和二次膨胀机传动连接；所述压缩机的一端与所述可发电电机传动连接；所述膨胀机与所述可发电电机传动连接。优选地，所述加热器和冷却器上分别固定设有抽风扇。本实用新型的有益效果在于：结构简单，电量输出可观，降低大气温度，而且，也可作为冷源输出，比如供给空气分离，冷冻客户，工厂设备冷却以及代替夏季空调系统，在发电的同时，具有节能效果；由于结构简单，可以模块化设计后由于大型交通工具的动力输出，比如飞艇，船舶。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例1提供的一种空气发电装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例2提供的一种空气发电装置的结构示意图；图3为本实用新型实施例3提供的一种空气发电装置的结构示意图；图4为本实用新型实施例4提供的一种空气发电装置的结构示意图。附图标记说明：二次膨胀机1、离合器2、压缩机3、可发电电机4、换热器5、膨胀机6、气液分离器8、柔性吸热储罐9、废热壳程出口10、废热壳程入口11、高压离心液空泵12、抽气涡扇13、液空蒸发器14、进气涡扇15、高压气液分离器16、放气阀17、空气加注口18、停车放空阀19、高压液空储罐出口阀20、高压液空储罐进口阀21、高压液空储罐22、高压液空储罐平衡阀23、抽风扇25、冷却器26、加热器27、排液口28。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中”、“上”、“下”、“横”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。实施例1如图1所示，一种空气发电装置，包括压缩机3、二次膨胀机1、离合器2、柔性吸热储罐9、换热器5、膨胀机6、气液分离器8、高压离心液空泵12、液空蒸发器14、高压气液分离器16和可发电电机4；压缩机3、二次膨胀机1的两端分别与换热器5和柔性吸热罐连通；膨胀机6、换热器5和高压离心液空泵12分别与气液分离器8连通；膨胀机6的两端分别与换热器5和高压气液分离器16连通；液空蒸发器14的两端分别与高压离心液空泵12和高压气液分离器16连通；液空蒸发器14上设有与柔性吸热储罐9连通的废热壳程出口10和废热壳程入口11；离合器2的两端分别与压缩机3和二次膨胀机1传动连接；可发电电机4的两端分别与膨胀机6和压缩机3传动连接。进一步的，废热壳程出口10内固定设有抽风涡扇13；废热壳程入口11 内固定设有进气涡扇15。进一步的，柔性吸热储罐9底部固定设有废热散热管进口和废热散热管出口。进一步的，高压气液分离器16上固定设有停车放空阀19。使用时，设备工作时，启动压缩机3，柔性吸热储罐9的气体被压缩到换热器5的管程，被壳程的气体冷却后经过膨胀机6做功发电，气体内能降低，部分气体液化，然后进入气液分离器8，一部分气体从顶部进入换热器5壳程被来自压缩机3的管程气体加热，通过二次膨胀机1膨胀做功后，流到压缩机 3入口，或到柔性吸热储罐9。气液分离器8的液相从罐底流到高压离心液空泵12，再压到液空蒸发器14管程吸热，使部分空气汽化，气液混合物流到高压气液分离器16分离，气体流到膨胀机6入口膨胀做功，空气从高压气液分离器16底部到液空蒸发器14管程继续气化过程。液空蒸发器14壳程分别装有抽风涡扇13和进气涡扇15发电机，抽风涡扇13抽出液空蒸发器14冷气体到柔性吸热储罐9，柔性吸热储罐9的热空气吹动进气涡扇15发电机发电后吸液空蒸发器14壳程，加热管程空气后回到柔性吸热储罐9再次吸热。放气阀 17可以控制柔性吸热储罐9的压力，空气加注口18用于设备投用的时候给设备充装空气。废热散热管进口和废热散热管出口，可以外接外界废热，如无废热，可通过风机通入外界空气。从而使设备具有移动性。启动压缩机3的时候，离合器2为分离状态，等到二次膨胀机1和膨胀机6达到额定转速时，离合器 2闭合，二次膨胀机1和膨胀机6膨胀做功使可发电电机4有电机状态转化为发电状态。为停车放空阀19，停车时此阀打开，设备停运。实施例2取消了抽风涡扇13,进气涡扇15发电机。膨胀机6单独设计，维修方便结构更为简单。也可以把整个系统放入柔性吸热储罐9中，但在开车，停车时人员进入时吸热储罐中的空气温度、成分与大气相同。防止意外发生，或者设备的控制系统在吸热储罐外面。如图2所示，一种空气发电装置，包括压缩机3、二次膨胀机1、离合器2、换热器5、膨胀机6、气液分离器8、高压离心液空泵12、液空蒸发器14、高压气液分离器16和可发电电机4；压缩机3、二次膨胀机1的两端分别与换热器5和液空蒸发器14连通；膨胀机6、换热器5和高压离心液空泵12分别与气液分离器8连通；膨胀机6的两端分别与换热器5和高压气液分离器16连通；液空蒸发器14的两端分别与高压离心液空泵12和高压气液分离器16连通；离合器2的两端分别与压缩机3和二次膨胀机1传动连接；可发电电机4 与压缩机3传动连接；膨胀机6与可发电电机4传动连接。使用方式实施例1的使用时相同。实施例3取消高压低温泵，增加了两个高压液空储罐22。减少用电量和维护成本。如图3所示，一种空气发电装置，包括压缩机3、二次膨胀机1、离合器2、换热器5、膨胀机6、气液分离器8、高压液空储罐22、液空蒸发器14、高压气液分离器16和可发电电机4；压缩机3、二次膨胀机1的两端分别与换热器5和液空蒸发器14连通；膨胀机6、换热器5和高压液空储罐22分别与气液分离器8连通；膨胀机6的两端分别与换热器5和高压气液分离器16连通；液空蒸发器14的两端分别与高压液空储罐22和高压气液分离器16连通；离合器2的两端分别与压缩机3和二次膨胀机1传动连接；可发电电机4 与压缩机3传动连接；膨胀机6与可发电电机4传动连接；高压液空储罐22上连接有高压液空储罐22进口阀21、高压液空储罐22 出口阀20和高压液空储罐平衡阀23。进一步的，液空蒸发器14底部固定设有废热散热管进口和废热散热管出口。进一步的，液空蒸发器14底部固定设有空气过滤器。使用方式实施例1的使用时相同。实施例4取消空气发电的部分增加了两个换热器5。如图4所示，一种空气发电装置，包括压缩机3、二次膨胀机1、离合器2、可发电电机4、换热器5、冷却器26、加热器27、气液分离器8、膨胀机6和空气过滤器；压缩机3的两端分别与空气过滤器和冷却器26连通；二次膨胀机1、冷却器26、气液分离器8和加热器27分别与换热器5连通；加热器27上设有排液口28；膨胀机6的两端分别与气液分离器8和加热器27连通；离合器2的两端分别与压缩机3和二次膨胀机1传动连接；压缩机3的一端与可发电电机4传动连接；膨胀机6与可发电电机4传动连接。进一步的，加热器27和冷却器26上分别固定设有抽风扇25。使用方式实施例1的使用时相同。放气阀作用保护柔性吸热储罐压力过高，所有的储罐加装安全用放气阀起到压力保护作用。工作原理：利用郎肯循环和逆卡诺循环相结合的方法，消耗气体内能和吸收外部环境热量来产生电力。用压缩机把空气压缩进换热器管程中，从管程出来的压缩空气推动高压膨胀机发电机发电，膨胀机发电机出口的空气内能降低，温度降低，空气进入气液分离器，气液分离器的气体从分离器顶部出来进入热器壳程，与管程的压缩空气进行换热后，再经一个膨胀机发电后排到压缩机入口然后进入下一次循环。由于每一次循环会使气体温度降低，气液分离器内部会出现空气，气液分离器的空气从底部流出经高压离心液空泵进入蒸发器管程吸热气化在进入高压气液分离器，气体进入高压膨胀机入口，空气依靠重力进入液空蒸发器入口，再进入蒸发器管程被壳程热空气加热气化，气化后进入高压膨胀机入口。蒸发器壳程进口装有涡扇发电机，出口装有涡扇抽气机，蒸发器壳程进口和出口分别和柔性吸热储罐连接，压缩机的入口和二次膨胀机出口相连后再与柔性吸热储罐连接。柔性吸热储罐中的空气为空气转化而来，特点是：杂质低，液化温度低，空气储罐的材质为导热透光材质，罐体内部的底部有吸热涂层。目的是为了加热和储存系统的空气，空气的成分为低沸点，化学稳定性好的气体，比如，氦气，氮气。同时，安装有换热盘管，可接受废热。空气储罐内部压力为正压，防止外部空气侵入。高压低温泵为离心泵。整个系统无需保温。本实用新型中的设计，结构简单，电量输出可观，降低大气温度，而且，也可作为冷源输出，比如供给空气分离，冷冻客户，工厂设备冷却以及代替夏季空调系统，在发电的同时，具有节能效果；由于结构简单，可以模块化设计后由于大型交通工具的动力输出，比如飞艇，船舶。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。