專利名稱：壓縮氣體發動機及機動車的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種壓縮氣體發動機及機動車。
背景技術：
為了避免嚴重的環境污染和將機動車在行駛過程中遇到的風阻氣流直接加以利 用，本發明的申請人提出了美國申請號為11/802，341的專利申請，該發明公開了一種發動 機，其包括呈對稱結構布置的左、右風氣發動機，左、右風氣發動機包括葉輪室和裝設在葉 輪室內的葉輪、葉片，該發動機以壓縮氣體作為主動力、以接收運動風阻作為輔助動力，共 同驅動葉輪、葉片運轉產生動力輸出，所述動力經中央主動力輸出變速箱變速后驅動機動 車運轉。上述發明首創性的提出了采用壓縮氣體作為主動力并直接利用風阻氣流作為輔 助動力的風氣發動機及機動車，該機動車不需要將風阻氣流轉換為電能，不需要復雜的機 電能量轉換系統，簡化了機動車的結構，為節約能源和尋找燃油替代品提供了一個嶄新的 途徑。為了進一步優化風氣發動機的性能，提高風氣發動機及機動車的工作效率，在前 述申請的基礎上，本發明人的申請人又提出了美國申請號為12/377，513 (W0 2008/022556) 的專利申請，該專利申請公開了一種組合式風氣發動機，其包括各自獨立工作的具有第二 葉輪的左、右風阻發動機及安裝在左、右風阻發動機周圍的多個具有第一葉輪的第一壓縮 氣體發動機，左風阻發動機及其周圍的第一壓縮氣體發動機、和右風阻發動機及其周圍的 第一壓縮氣體發動機輸出的動力經過左動力輸出軸、右動力輸出軸、換向輪、齒輪傳動后輸 出主動力。但是，由于上述以壓縮氣體作為主動力來源的風氣發動機及機動車還是一種全新 無污染的能源技術，仍有必要對風氣發動機機動車的結構作進一步的完善和改進。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠持續穩定工作的壓縮氣體發動機及 機動車本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種壓縮氣體發動機，包括殼體、通過主動力輸出軸裝設在殼體內的葉輪體、和設 置在殼體上用于安裝噴氣嘴的噴氣嘴座體，所述噴氣嘴座體上設置有用于對噴氣嘴進行加 熱的加熱器。所述加熱器選自電加熱器、太陽能加熱器或微波加熱器。所述加熱器是電阻絲，電阻絲嵌入噴氣嘴座體內。所述殼體的內表面圍出封閉的葉輪體室，所述葉輪體固定在所述主動力輸出軸上 并位于所述葉輪體室的內部，所述殼體開有噴入口及用于噴出氣體的噴出口，所述噴氣嘴 座體設有噴氣嘴，所述噴氣嘴伸入所述噴入口并用于向所述葉輪體噴射氣體。
所述葉輪體的與殼體內表面貼合的圓周面上開有復數個工作腔，所述殼體的內表 面封閉所述工作腔，使得從噴氣嘴噴入所述工作腔的氣體既推動葉輪體轉動又暫存在工作 腔內，所述噴出口用于使工作腔內暫存的壓縮氣體向外膨脹噴出時作功，進一步推動所述 葉輪體轉動。所述復數個工作腔圍繞主動力輸出軸的軸線同圓周均勻分布，所述噴入口和噴出 口圍繞主動力輸出軸的軸線同圓周相間分布。所述噴氣嘴座體上設有兩個噴氣嘴，兩個所述噴氣嘴伸入同一個所述噴入口，兩 個所述噴氣嘴的軸線具有為銳角的夾角。所述的壓縮氣體發動機在機動車上的應用。一種機動車，包括壓縮氣體容器、噴氣系統及壓縮氣體發動機、傳動系和車輪，所 述噴氣系統具有進氣口和噴氣嘴，壓縮氣體容器的輸出經管路連接噴氣系統的進氣口，所 述噴氣嘴裝設在噴氣嘴座體上，將壓縮氣體自噴氣口噴入壓縮氣體發動機，壓縮氣體發動 機輸出的主動力通過離合裝置連接傳動系，傳動系連接車輪。本發明的有益效果本發明的申請人在對采用壓縮氣體發動機的機動車進行運行 測試時，發現時間一長，常會出現動力不足的現象。每次出現這種情況后，申請人只有停止 測試，對機動車的各個部分進行排查，但仍不能發現問題所在，直至一次外意發現噴氣嘴冷 凝結冰，不能正常噴出氣體。針對這種情況，申請人設計出該能夠加熱噴氣嘴的噴氣嘴座， 巧妙地解決了即使機動車長時間工作，噴氣嘴處仍不會因溫度太低而冷凝甚至結冰的現 象，使噴氣嘴、壓縮氣體發動機和機動車能夠持續穩定的工作。
圖1是機動車的壓縮空氣容器、噴氣系統和壓縮氣體發動機連接時的結構示意 圖；圖2是機動車的氣壓調節器在關閉位置時的結構示意圖；圖3是機動車的氣壓調節器在打開位置時的結構示意圖；圖4是圖3中A-A處的剖面圖；圖5是機動車的結構示意簡圖(僅示出兩個車輪)；圖6是機動車的俯視示意圖；圖7是組裝一體的風阻發動機和壓縮氣體發動機的俯視示意圖；圖8是組裝一體的風阻發動機和壓縮氣體發動機的主視示意圖；圖9是機動車的壓縮機氣體發動機的主視示意圖；圖10是機動車的壓縮氣體發動機的俯視示意圖；圖11、12分別表示風阻發動機和壓縮氣體發動機并、串聯時的原理圖；圖13是噴氣嘴的結構圖；圖14是機動車第二實施方式的俯視圖；圖15是機動車第三實施方式的俯視圖；圖16是機動車第四實施方式的俯視圖；圖17是機動車第五實施方式的流量調節閥關閉時的結構圖；圖18是機動車第五實施方式的流量調節閥打開時的結構圖19是反映機動車第五實施方式的流量調節閥與壓縮氣體容器、分配器和傳動機構連接關系的結構示意圖；圖20是采用另一種風阻發動機的機動車的俯視圖；圖21至圖23分別是圖20中的風阻發動機的主剖視示意圖、側剖視示意圖及俯視圖。
具體實施例方式如圖1至5所示，本實施方式機動車包括噴氣系統、壓縮氣體發動機4、風阻發動機 3、3’、傳動系11及車輪123。噴氣系統具有噴氣嘴61，壓縮氣體發動機4具有主動力輸出 軸120，噴氣系統的噴氣嘴61通過噴氣管13向壓縮氣體發動機4噴氣，壓縮氣體發動機4 將氣體先壓縮再膨脹后，驅動壓縮氣體發動機的主動力輸出軸120轉動，主動力輸出軸120 通過傳動系11帶動車輪123轉動。傳動系11可以包括順次連接的變速器112、萬向傳動裝 置113及驅動橋114，壓縮氣體發動機4的主動力輸出軸120和傳動系11之間設有連接第 一離合裝置56，驅動橋114連接車輪123。如圖1至圖4所述，噴氣系統包括存儲壓縮氣體的壓縮氣體容器20、減壓儲氣裝 置、分配器30和噴氣嘴61，所述壓縮氣體容器20的輸出經管路3接減壓儲氣裝置的進氣 口，所述減壓儲氣裝置的出氣口經分配器30接噴氣嘴61，分配器30用于將減壓儲氣裝置 輸出的氣體分成多路氣體，各路氣體通過對應的噴氣嘴61噴出。減壓儲氣裝置包括儲氣容 器和熱交換裝置。儲氣容器具有第一氣室2，第一氣室2具有第一進氣口 21和第一出氣口 22，第一進氣口 21用于供氣體輸入，第一出氣口 22用于輸出氣體。管路3的兩端分別連接 壓縮氣體容器20和第一氣室2的第一進氣口 21，管路3可以有一根或多根，管路3的截面 積小于壓縮氣體容器20的截面積和第一氣室2的截面積。熱交換裝置包括第一熱交換單 元40，第一熱交換單元40裝于第一氣室2上，第一熱交換單元40包括第一溫度調節室41 和第一介質42，該第一溫度調節室41包圍第一氣室2的四周，第一介質42裝入第一溫度調 節室41和第一氣室2之間，該第一介質42可以是液體(如水)，也可以是氣體，或者其它可 以起到熱交換作用的介質。第一介質42的溫度高于第一氣室2內氣體的溫度，使壓縮氣體 容器20內的壓縮氣體通過管路3釋放到第一氣室2后，與第一介質42進行熱交換，被加熱 后從第一氣室2的第一出氣口 22輸出。第一氣室2可以由具有較佳導熱性能的材料制成， 從而便于第一氣室2內的氣體和第一介質42進行熱交換。第一溫度調節室41可以由不導 熱或導熱性能較差的材料制成，使熱量不易散發到環境空氣中。第一熱交換單元40與散冷器5連接，散冷器5的兩端均與第一溫度調節室41連 接，形成一個制冷循環回路，散冷器5上設有第一循環泵51及控制第一循環泵51開啟關閉 的第一循環泵開關52。與第一氣室內2的氣體熱交換后，第一溫度調節室41內的第一介質 42的溫度降低，該降溫后的第一介質42在散冷器5和第一溫度調節室41內進行循環，制冷 空調器使環境空氣循環而與散冷器5進行熱交換，即可使環境空氣降溫，達到制冷的目的。壓縮氣體容器20輸出的氣體被減壓儲氣裝置的第一熱交換單元40加熱后，再通 過噴氣嘴61噴出，使噴氣嘴61處不會因溫度太低而冷凝甚至結冰；同時，通過將第一熱交 換單元40與制冷空調器連接，以降溫后的第一介質42作為循環媒介，達到使環境空氣降溫 的目的，節約了能源。
如圖3至圖5所示，噴氣系統還可包括減壓閥6，該減壓閥6用于將第一氣室2內 的氣壓保持在設定氣壓。減壓閥6包括殼體61、閥芯62、彈性體63、鎖緊塊64及調節塊65。 殼體61通過緊固件14安裝在第一氣室2的第一進氣口 21處，殼體61部分位于第一氣室2 內部，殼體61部分伸出第一氣室2外。殼體61軸向貫穿，其具有用于導引管路3內的氣體 進入第一氣室2的導氣口 611，殼體61還具有徑向貫穿的氣道612，該氣道612與第一氣室 2連通。閥芯62置于殼體61內部，閥芯62位于殼體61軸向上的兩端分別為密封端621和 調節端622，該密封端621可以密封氣道612和/或導氣口 611。彈性體63可以在殼體61 的軸向上伸縮變形，彈性體63的兩端分別抵壓閥芯62的調節端62和調節塊65，調節塊65 與殼體61螺紋連接，鎖緊塊64與殼體61螺紋連接并將調節塊65緊壓在彈性體63上，且 調節塊65和鎖緊塊64分別具有軸向貫穿的第一、二導氣孔651、641，第一、二導氣孔651、 641連通而將氣體導入殼體61內部并作用在閥芯62的調節端622，且第一導氣孔651的孔 徑小于第二導氣孔641的孔徑。閥芯的密封端621呈圓臺形，其輪廓面上固定有具有彈性 的密封圈623。閥芯的調節端的輪廓面上也固定有彈性密封圈623。在垂直殼體61軸線的 截面上，閥芯的密封端621的截面積小于調節端622的截面積。作用在密封端621上的壓 力包括自管路3輸出的氣體的氣壓，作用在調節端622的壓力包括第一氣室2的氣壓和彈 性體63的彈性力。彈性體如彈簧，或其它可以在殼體61的軸向上伸縮變形的元件。
減壓閥的工作原理如下當第一氣室2內的氣壓小于設定氣壓時，作用在閥芯密 封端621的壓力大于作用在調節端622的壓力，使閥芯62移動而脫離導氣口 611和氣道 612，使管路3內的氣體進入第一氣室2，直至第一氣室2內的壓力穩定在設定氣壓；當第一 氣室2內的氣壓大于設定氣壓時，閥芯62移動而堵住導氣口 611和氣道612，使管路3內的 氣體不能進入第一氣室2，在噴氣嘴61噴出氣體的過程中，第一氣室2內的氣壓降低，當氣 壓低于設定氣壓時，管路3的氣體進入第一氣室2，重新達到平衡。通過設置該減壓閥，使減 壓儲氣裝置輸出氣體的氣壓能夠穩定在設定氣壓。通過旋緊或旋松調節塊64，可以調節彈性體63的預緊力，從而可以改變減壓閥的 初始設定氣壓。減壓儲氣裝置還可以包括第二氣室7和第二熱交換單元8。在氣流方向上，第一 氣室2位于第二氣室7之前。第二氣室7具有第二進氣口 71和第二出氣口 72，第二進氣 口 71與第一氣室2的第一出氣口 22連接。第二熱交換單元8包括第二溫度調節室81、第 二介質82及加熱器83，第二溫度調節室81包圍第二氣室7的四周，第二介質82裝入第二 溫度調節室81和第二氣室7之間，第二介質82如液體或氣體。加熱器83用于對第二介質 82進行加熱，該加熱器83如太陽能加熱器、電加熱器或微波加熱器，或其它可以用于介質 加熱的加熱器；加熱器可以有一個或多個，加熱器的種類也可以有一種或多種。第二溫度 調節室81與制熱空調器的散熱器9連接，形成制熱循環回路。散熱器9上設有第二循環泵 901及控制第二循環泵901開啟關閉的第二循環泵開關902。加熱后的第二介質82在第二 溫度調節室81和散熱器9內循環，制熱空調器使環境空氣循環而與散熱器9進行熱交換， 即可使環境空氣升溫，達到制熱的目的。通過該第二熱交換單元8，可以在第一熱交換單元 40加熱的基礎上對氣體進行進一步的加熱，使噴氣系統的噴氣嘴更加不易冷凝甚至結冰。 第二氣室7的第二進氣口 71也可以設置減壓閥6。另外，第一溫度調節室41和第二溫度調節室81通過管路連接而形成循環回路，該循環回路上設有第三循環泵903及控制第三循環泵903開啟關閉的第三循環泵開關904。熱交換裝置可以僅包括利用熱交換實現對儲氣容器內的氣體加熱的第一熱交換 單元，該第一熱交換單元的數量可以有一個或多個；熱交換裝置也可以僅包括具有加熱器 的第二熱交換單元，該第二熱交換單元的數量可以有一個或多個；熱交換裝置也可以同時 包括第一、二熱交換單元。當采用第一熱交換單元時，不僅可以對氣體進行加熱，而且可以 將冷卻后的第一介質作為媒介，起到使機動車內降溫的目的。當采用第二熱交換單元時，加 熱后的第二介質作為媒介，起到使機動車內升溫的目的。如圖6至圖8所示，風阻發動機有呈對稱結構布置的兩個，分別為第一風阻發動機 3和第二風阻發動機3’。第一風阻發動機包括第一機殼117、第一葉輪室43、第一葉輪44及 第一葉輪軸45，第一葉輪室43由第一機殼117圍出，第一葉輪44有多個，各第一葉輪44固 定在第一葉輪軸45上并位于第一葉輪室43內部，且第一機殼117上設有用于接收機動車 行駛時前方阻力流體的第一進風口 1，該第一進風口 1具有進風口外口和進風口內口，進風 口外口的口徑大于進風口內口的口徑。第一進風口 1與第一葉輪室43連通，通過第一進風 口 1將阻力流體導入第一葉輪室43內部，推動第一葉輪44和第一葉輪軸45轉動，通過第 一葉輪軸45輸出輔助動力。第二風阻發動機3’具有第二機殼117’、第二葉輪室43’、第二 葉輪44’、第二葉輪軸45’及用于接收阻力流體的第二進風口 1’。第一葉輪室43和第二葉 輪室43’獨立設置而互不連通。第一葉輪軸45和第二葉輪軸45’平行且轉向相反，第一葉 輪軸45上固定有第一傳動齒輪46，第二葉輪軸45’上固定有第二傳動齒輪118。機動車還 包括第一換向裝置、第二換向裝置及輔助動力輸出軸。第一換向裝置包括換向齒輪119和 傳送帶47，第二換向裝置包括相嚙合且軸線垂直的第一傳動錐齒輪49和第二傳動錐齒輪 50，換向齒輪119與第一傳動齒輪46嚙合且軸線平行，傳送帶47繞在呈三角形分布的第一 傳動錐齒輪49、第二傳動齒輪118和換向齒輪119上，第一傳動錐齒輪49固定在輔助動力 輸出軸130上。第一葉輪軸45和第二葉輪軸45’輸出的動力經過第一換向裝置轉換到輔 助動力輸出軸130上，該輔助動力輸出軸130輸出的動力經過第二換向裝置轉換到機動車 的傳動系11。風阻發動機可以有兩個，也可以有一個或兩個以上。風阻發動機的葉輪室內 裝有固定在葉輪軸上的多個葉輪，阻力流體驅動葉輪和葉輪軸轉動。風阻發動機葉輪軸輸出的動力經過換向裝置換向后可以直接驅動機動車的傳動 系，如圖11所示；也可以經過換向裝置換向后通過與壓縮氣體發動機的主動力輸出軸串聯 的方式來驅動機動車的傳動系，如圖12所示。如圖6至圖8所示，壓縮氣體發動機4與第一、二風阻發動機3、3’獨立設置并位 于第一、二風阻發動機3、3’的后方。壓縮氣體發動機4具有主動力輸出軸120，第二傳動錐 齒輪50固定在該主動力輸出軸120的端部，通過相互垂直嚙合的第一、二傳動錐齒輪49、50 起到將第一、二風阻發動機3、3’輸出的動力垂直換向后輸出到壓縮氣體發動機主動力輸出 軸120的目的。機動車設有第一離合裝置160，第一、二風阻發動機3、3’輸出的動力通過該第一 離合裝置160輸出到輔助動力輸出軸130上，如圖8所示。在機動車的起動階段，風阻發動 機沒有動力輸出，第一離合裝置160分離，使輔助動力輸出軸130不會隨著主動力輸出軸 120轉動，從而減輕了機動車的起動負荷；機動車在正常行駛階段，第一離合裝置160接合， 輔助動力輸出軸130輸出的動力和主動力輸出軸120輸出的動力一起驅動機動車的傳動系11。該第一離合裝置160如現有的單向離合器、超越離合器等，當然，也可以為其它具有分 離和接合狀態的離合裝置。如圖6至圖10所示，壓縮氣體發動機4還具有殼體及置于該殼體內部的一個圓形 葉輪體74。殼體包括環形側殼72、上蓋板73及下蓋板73’，上蓋板73和下蓋板73’分別 固定在環形側殼72的上端開口和下端開口，使該側殼72、上蓋板73和下蓋板73’之間形 成一個封閉的葉輪體室68，葉輪體74位于該葉輪體室68內部且該葉輪體74的中部固套 在主動力輸出軸120上。通過在葉輪體74與側殼72內表面貼合的圓周面開槽而形成圍繞 主動力輸出軸120的軸線均勻分布的一圈工作腔69。在垂直主動力輸出軸120軸線的截 面上，工作腔69呈由三條曲線首尾相連形成的三角狀。工作腔69可以有一圈，也可以有多 圈。工作腔可以為在葉輪體軸向上貫穿的通槽結構，上蓋板的內表面、下蓋板的內表面和側 殼的內表面封閉該工作腔；工作腔也可以為設在葉輪體圓周面中部的非通槽結構，側殼的 內表面封閉該工作腔；當然，也可以是上蓋板的內表面、側殼的內表面封閉該工作腔，或是 下蓋板的內表面、側殼的內表面封閉工作腔，即工作腔被殼體的內表面封閉。側殼72的內表面還設有多個噴入口 67和多個噴出口 64，噴入口 67和噴出口 64 相間分布。側殼72的內部還設有環形的一級消音室63，側殼72的外表面設有多個一級排 氣口 65，每個噴出口 64對應一個一級排氣口 65，噴出口 64通過一級消音室63連通一級排 氣口 65。噴入口 67與噴出口 64、一級排氣口 65、一級消音室63均不連通。噴出口 64和 對應的一級排氣口 65在以主動力輸出軸120軸線為中心的圓周上錯開一個角度。側殼72 上對應每個噴入口 67的位置均固定有噴氣嘴座體71，每個噴氣嘴座體71固定有兩個噴氣 嘴61，兩個噴氣嘴61均伸入該噴入口 67。每個噴氣嘴61連接一個噴氣管54，且每個噴入 口 67上的兩個噴氣嘴61的軸線具有一個為銳角的夾角。壓縮氣體容器20的壓縮氣體通 過噴氣管54、噴氣嘴61輸送到工作腔69中，對于每個工作腔69，噴氣嘴61噴入的氣體推 動葉輪體74轉動并在工作腔69內被壓縮暫存，當運動到噴出口 64時，工作腔69內暫存的 壓縮氣體膨脹后從噴出口 64高速噴出，噴出時的反作用力再次推動葉輪體74轉動。葉輪 體74轉動時，帶動主動力輸出軸120轉動，進而驅動機動車的傳動系11。對于各工作腔69，從接收噴氣嘴61噴入的氣體到從噴出口 64噴出氣體之間，具有 一個時間差，在該時間差內，氣體在工作腔69內被壓縮暫存，使噴出時的反作用力更大，能 夠給機動車提供更大的動力。由于工作腔69被殼體內表面封閉，所以也便于壓縮氣體在工 作腔69內壓縮暫存。另外，為了防止壓縮氣體在輸入到壓縮氣體發動機時冷凝，噴氣嘴座 體71上可以安裝有用于對噴氣嘴61加熱的第一加熱器77，第一加熱器77可以是電熱絲， 該電熱絲嵌入噴氣嘴座體71內；如圖18所示，噴氣嘴61包括氣嘴主體613，噴氣嘴主體613 具有在軸向上貫穿的空腔614，噴氣嘴主體613上設置有第二加熱器615，第二加熱器615 為電熱絲，所述電熱絲纏繞在所述噴氣嘴主體上。噴氣嘴主體上還設置有隔熱層616，所述 第二加熱器615位于隔熱層616與噴氣嘴主體613之間。第一、二加熱器可以選自電加熱 器、微波加熱器、太陽能加熱器。機動車還包括第一電動機53，第一電動機53通過皮帶傳動機構51與壓縮氣體發 動機4的主動力輸出軸120動力連接，皮帶傳動機構51包括皮帶輪511及繞在皮帶輪511 上的皮帶512。如圖6至圖8所示，機動車還包括壓縮氣體再利用系統，該壓縮氣體再利用系統用于連通壓縮氣體發動機的一級排氣口 65和風阻發動機的葉輪室43、43’。壓縮氣體再利用 系統包括一級排氣管57、二級消音室59及二級排氣管58。一級排氣管57的入口與一級排 氣口 65 —一對應連通，一級排氣管57的出口匯集到二級消音室59，二級消音室59與二級 排氣管58的入口連通，二級排氣管58的出口與第一葉輪室43和第二葉輪室43’均連通。 從壓縮氣體發動機的噴出口 64高速噴出的氣體，順次經過一級消音室63、一級排氣口 65 后進入一級排氣管57，經過二級消音室59消音后進入二級排氣管58，最后再進入第一、二 葉輪室43、43’來驅動第一、二葉輪轉動，實現對壓縮氣體的再利用，從而能夠有效的節約能 源，并且能夠進一步提高對機動車的驅動力。如圖14所示，其為本發明機動車的第二種實施方式，該實施方式與第一實施方式 的主要區別在于第一、二風阻發動機3、3’為臥式安裝，第一、二葉輪軸45、45’均水平安 裝。第一、二葉輪軸45、45’與主動力輸出軸120垂直。而第一實施方式中，第一、二風阻 發動機3、3’為立式安裝，第一、二葉輪軸45、45’豎直安裝，如圖8所示。對于第二實施方 式，雖然第一、二風阻發動機的第一、二葉輪軸輸出的動力經過第一次換向后轉換成同軸輸 出，但由于該同軸輸出的轉動方向與傳動系所需的轉動方向相互垂直，不能直接輸出給傳 動系，還必須通過第二換向裝置才能將第一、二風阻發動機輸出的動力轉換成與傳動系一 致的轉動方向上來。
如圖15所示，其為本發明機動車的第三種實施方式，該實施方式與第一實施方式 的主要區別在于第一、二風阻發動機3、3’共用的輔助動力輸出軸130與壓縮氣體發動機 4的主動力輸出軸120之間設有第二離合裝置111，通過該第二離合裝置111可以實現風阻 發動機與壓縮氣體發動機動力連接或斷開。該實施方式的風阻發動機也為臥式安裝。如圖16至圖19所示，機動車的分配器30和壓縮氣體容器20之間還設有減壓閥， 該減壓閥包括第一控制閥300和第二控制閥400。第一控制閥300包括第一閥座301、第一 閥塞302及彈性裝置303，第一閥座301具有空腔304，第一閥塞302置于該空腔304內并 與該第一閥座301密封滑動配合，第一閥塞302將該空腔304分隔為第一腔室305和第二 腔室306。第一調壓閥還包括第一氣體管路307、第二氣體管路308、第三氣體管路309及第 四氣體管路310，第一氣體管路307用于接受壓縮氣體容器20輸出的壓縮氣體，第二氣體管 路308的一端與第一氣體管路307連通，第二氣體管路308的另一端與第二腔室306連通， 第三氣體管路309的一端與第二腔室306連通，第三氣體管路309的另一端與第一腔室305 連通，第一腔室305通過第四氣體管路310與分配器30連接。第一氣體管路307的直徑大 于第二氣體管路308的直徑和第三氣體管路309的直徑，且第二氣體管路308的直徑小于 第三氣體管路309的直徑。第一閥塞302相對第一閥座301具有封閉位置和打開位置，在 封閉位置時，第一閥塞302堵住第一氣體管路307和第一腔室305的交界處，使第一氣體管 路307和第一腔室305互不連通；在打開位置時，第一閥塞302離開第一氣體管路307和第 一腔室305的交界處，使第一氣體管路307和第一腔室305連通。第一閥塞302包括直徑較大的柱狀主體部311和直徑較小且頭部為針狀的封閉部 312，該主體部311與第一閥座301滑動配合，且該主體部的周壁面上套有第一彈性密封圈 316，通過該第一密封圈316實現與第一閥座301的密封配合。該主體部311具有軸向貫穿 的內腔317，該封閉部312置于該內腔317并可相對該主體部311直線移動。彈性裝置303 包括第一彈性體313和第二彈性體314，第一彈性體313的兩端分別抵住封閉部312和定位塊315，第二彈性體314的兩端分別與第一閥座301的底部301a和定位塊315固定，該定位 塊315通過螺紋配合固定在該內腔317。主體部的頂面上固定有第二密封圈318。
第二控制閥400設置在第三氣體管路309上，其用于控制第三氣體管路309的流 量大小。第二控制閥400包括中空的第二閥座401及置于該第二閥座401內部并可相對該 第二閥座401直線移動的第二閥塞402，第二閥塞402與第二閥座401螺紋配合，且第二閥 座401與傳動機構500的輸出端連接，傳動機構500的輸入端接控制開關7。傳動機構500 包括動力連接的第一傳動機構501和第二傳動機構502，第二傳動機構為皮帶傳動機構，其 包括直徑較大的主動帶輪503及直徑較小的從動帶輪504，皮帶505繞在該主動帶輪503和 從動帶輪504上。操作控制開關7時，第一傳動機構501運動，而帶動主動帶輪503轉動， 進而通過皮帶505帶動從動帶輪504轉動，從動帶輪504帶動第二閥塞402轉動，使第二閥 塞402相對第二閥座401旋緊或旋松，實現對第三氣體管路流量大小的調節。壓縮氣體未進入減壓閥時，在第一、二彈性體313、314的彈性力作用下，封閉部 312的頭部堵住第一氣體管路307和第一腔室305的交界處，此時，第二密封圈318與第 一閥座301的頂部301b具有間隙；壓縮氣體進入該減壓閥時，壓縮氣體通過第一氣體管路 307、第二氣體管路308向第二腔室306內充氣，在充氣過程中，如控制開關7未打開，則第 二腔室306內的氣壓推動第一閥塞302向頂部301b運動，使封閉部的頭部穩定的堵住該交 界處，直至第二密封圈318抵住該頂部301b ；當打開控制開關7時，第二閥塞402旋松，使 第三氣體管路309處于導通狀態，第二腔室306內的氣體通過第三氣體管路309輸出到第 一腔室305，第二腔室306內的氣壓下降，壓縮氣體的氣壓使第一閥塞的封閉部脫離該交界 處，使壓縮氣體經過第一腔室、第四氣體管路進入分配器30，在壓縮氣體通過第一腔室進入 第四氣體管路的過程中，第一閥塞整體向第一閥座的底部301a移動。當壓縮氣體容器停止 供氣時，在第一、二彈性體的作用力下，第一閥塞重新堵住第一氣體管路和第一腔室的交界 處。第一、二彈性體如可以伸縮的彈簧，或者其它可以伸縮的元件，如彈性套筒等。通過設置減壓閥，可以對壓縮氣體容器輸出到分配器的氣體進行精確的通斷控 制。通過第一彈性體313可以起到緩沖的作用，防止第一閥塞的主體部311直接與第一閥 座301剛性沖擊。由于第二氣體管路的直徑小于第三氣體管路的直徑，所以可以實現對整 個流量調節閥的氣路進行控制。由于第三氣體管路的直徑小于第一氣體管路和第一腔室的 直徑，可以起到將流量放大的作用，提高了控制的精度。當分配器有兩個時，兩個分配器對應兩個所述的減壓閥，由同一個控制開關控制 該兩個減壓閥，此時，第二傳動機構包括兩個從動帶輪，兩個從動帶輪分別帶動兩個減壓閥
的第二閥塞。另外，該減壓閥可以整體置于熱交換介質600中，該熱交換介質與減壓閥內的氣 體進行熱交換，使該氣體被加熱后再通過分配器輸出。熱交換介質600作為制冷空調器的 散冷器5的循環介質，在與減壓閥內的氣體熱交換后，熱交換介質被冷卻，冷卻后的熱交換 介質在散冷器內循環，起到使環境空氣降溫的目的。該熱交換介質如防腐、不易揮發且冷卻 效果好的冷卻液。如圖20至圖23所示，其為機動車的風阻發動機的另一種實施方式。風阻發動機 3包括機殼801、葉輪室802、輔助動力輸出軸130及多組葉輪804，葉輪室802由機殼801 圍出，每組葉輪804均有至少多個葉輪，各葉輪均固定在該輔助動力輸出軸130上且各個葉輪錯開分布，該葉輪室802具有用于接受機動車行駛時前方阻力流體的進風口 805，該進風 口 805為外大內小的喇叭口。各組葉輪804均位于該進風口 805內，且各組葉輪由外向內 的直徑依次減小。輔助動力輸出軸130與壓縮氣體發動機4的主動力輸出軸120同軸線， 且該主動力輸出軸120和輔助動力輸出軸130之間設有第三離合裝置150。另外，該葉輪室 具有一個第一排氣口 806和對稱設置的兩個第二排氣口 807，第一排氣口 806開在機殼801 的側部位于葉輪804的后方，進風口 805與輔助動力輸出軸130同軸線，該第一排氣口 806 的軸線與輔助動力輸出軸130的軸線具有夾角；第二排氣口 807開在機殼801的端部并位 于葉輪804的后方，該第二排氣口 807的軸線與輔助動力輸出軸130的軸線具有夾角。壓 縮氣體發動機的結構如前述。起動時，第三離合裝置150分離，主動力輸出軸120和輔助動力輸出軸130斷開， 壓縮氣體發動機4直接傳動機動車的傳動系而不需要帶動風阻發動機3的葉輪轉動，有效 減小起動時的負載。處于行駛狀態時，第三離合裝置接合，主動力輸出軸120和輔助動力輸 出軸130動力連接，阻力流體推動各組葉輪轉動，葉輪帶動輔助動力輸出軸130轉動，輔助 動力輸出軸130的動力通過主動力輸出軸120傳遞到機動車的傳動系。由于輔助動力輸出軸120和主動力輸出軸130同軸線，不需要將輔助動力輸出軸 的動力換向后再輸出，簡化了結構，縮短了動力傳動線路，節省了能耗。由于采用多組葉輪 804，可以更加有效的利用機動車前方的阻力流體。一種壓縮氣體供氣系統，包括高壓容器、減壓閥、熱交換裝置和輸出管路，所述高 壓容器的輸出經管路接減壓閥，減壓閥減壓后輸出的工作氣體接輸出管路，所述熱交換裝 置用于對減壓閥進行加熱。熱交換裝置包括裝有冷卻液的容器，所述減壓閥置于所述的冷 卻液中。壓縮氣體供氣系統包括散冷器和第一循環泵，所述容器、散冷器和第一循環泵相互 聯通，以冷卻液為介質構成循環散冷系統，通過散冷器與環境空氣熱交換。所述熱交換裝置 包括加熱裝置，所述加熱裝置用于對所述輸出管路進行加熱。壓縮氣體供氣系統包括散熱 器和第二循環泵，所述加熱器、散冷器和第二循環泵相互聯通構成循環散熱系統，通過散熱 器與環境空氣熱交換。一種壓縮氣體機動車制冷系統，包括高壓容器、減壓閥、裝有冷卻液 的容器，所述高壓容器的輸出經管路接減壓閥，減壓閥減壓后輸出的工作氣體接輸出管路， 所述減壓閥置于所述的冷卻液中，所述容器、散冷器和第一循環泵相互聯通以冷卻液為介 質構成循環散冷系統，通過散冷器與環境空氣熱交換。所述減壓閥如圖2至圖4、圖17、圖 18所示的減壓閥。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的 保護范圍。
權利要求
一種壓縮氣體發動機，包括殼體、通過主動力輸出軸裝設在殼體內的葉輪體、和設置在殼體上用于安裝噴氣嘴的噴氣嘴座體，其特征在于所述噴氣嘴座體上設置有用于對噴氣嘴進行加熱的加熱器。
2.根據權利要求1所述的壓縮氣體發動機，其特征在于所述加熱器選自電加熱器、 太陽能加熱器或微波加熱器。
3.根據權利要求1或2所述的壓縮氣體發動機，其特征在于所述加熱器是電阻絲，電 阻絲嵌入噴氣嘴座體內。
4.根據權利要求3所述的壓縮氣體發動機，其特征在于所述殼體的內表面圍出封閉 的葉輪體室，所述葉輪體固定在所述主動力輸出軸上并位于所述葉輪體室的內部，所述殼 體開有噴入口及用于噴出氣體的噴出口，所述噴氣嘴座體設有噴氣嘴，所述噴氣嘴伸入所 述噴入口并用于向所述葉輪體噴射氣體。
5.根據權利要求4所述的壓縮氣體發動機，其特征在于所述葉輪體的與殼體內表面 貼合的圓周面上開有復數個工作腔，所述殼體的內表面封閉所述工作腔，使得從噴氣嘴噴 入所述工作腔的氣體既推動葉輪體轉動又暫存在工作腔內，所述噴出口用于使工作腔內暫 存的壓縮氣體向外膨脹噴出時作功，進一步推動所述葉輪體轉動。
6.根據權利要求5所述的壓縮氣體發動機，其特征在于復數個工作腔圍繞主動力輸 出軸的軸線同圓周均勻分布，所述噴入口和噴出口圍繞主動力輸出軸的軸線同圓周相間分 布。
7.根據權利要求6所述的壓縮氣體發動機，其特征在于所述噴氣嘴座體上設有兩個 噴氣嘴，兩個所述噴氣嘴伸入同一個所述噴入口，兩個所述噴氣嘴的軸線具有為銳角的夾
8.權利要求1-6中任意一項所述的壓縮氣體發動機在機動車上的應用。
9.一種機動車，包括壓縮氣體容器、噴氣系統、權利要求1-6中任意一項所述的壓縮氣 體發動機、傳動系和車輪，所述噴氣系統具有進氣口和噴氣嘴，壓縮氣體容器的輸出經管路 連接噴氣系統的進氣口，所述噴氣嘴裝設在噴氣嘴座體上，將壓縮氣體自噴氣口噴入壓縮 氣體發動機，壓縮氣體發動機輸出的主動力通過離合裝置連接傳動系，傳動系連接車輪。
全文摘要
本發明公開了一種壓縮氣體發動機及機動車，包括殼體、主動力輸出軸及葉輪體，所述殼體的內表面圍出封閉的葉輪體室，所述葉輪體固定在所述主動力輸出軸上并位于所述葉輪體室的內部，所述殼體開有噴入口及用于噴出氣體的噴出口，所述殼體設有噴氣嘴座體，所述噴氣嘴座體設有噴氣嘴，所述噴氣嘴伸入所述噴入口并用于向所述葉輪體噴射氣體，所述噴氣嘴座體上安裝有加熱器。由于噴氣嘴座體上設計加熱器，加熱器在加熱噴氣嘴座體的同時也加熱了噴氣嘴，使噴氣嘴處不會因溫度太低而冷凝甚至結冰，使壓縮氣體發動機和機動車能夠持續穩定的工作。
文檔編號F01D15/02GK101876257SQ200910107199
公開日2010年11月3日 申請日期2009年5月1日 優先權日2009年5月1日
發明者叢洋 申請人:叢洋