专利名称：可以不用车架的气动车、气动船和任意形状压力容器的制作方法
可以不用车架的气动车、气动船和任意形状压力容器本发明提供了一种可以制成任何形状的，用于储存高压流体(气体和液体等)所 使用的压力容器，(以下简称气箱)和应用该气箱制成的各种用途的气动船和各种气动车， 如气动轿车、气动摩托车、气动自行车、气动公交车、气动三轮车、各种气动货运和客运车 辆、各种气动专用车辆等，应用于压力容器如液化石油气罐等，说到气动车世界各国都有相 关的很多发明，但气动船至今还没有任何国家想到把它制造出来。仅我国自1985年开始至 今的关于气动车的专利申请据本人不完全统计和了解已有近百项，有那么多的专利申请为 什么到今天气动车都没有投入使用，服务于我们的生产生活之中呢？下面我们就来分析一下其深层次的原因，气动车中其行走部分和配套的灯光设 备、照明设备、音响设备、视听设备、空调设备、监控设备、导航系统等设施，各种电动机车和 内燃机车辆已做得相当好，我们可以直接借鉴，气动车的气动马达在工业上的应用，至少也 已有几十年历史了，尤其是在易燃易爆的工业生产环境中应用的更为广泛，我们日常生活 中经常能看到的装卸轮胎的气动扳子(俗称风炮)，还有我们经常使用的气动破碎镐(俗称 风镐)、手持式气动搅拌机，气动钻，气动改锥等。气马达最常见的两种是叶片式和活塞式， 从功率上看从几十瓦到几十千瓦，从转数上看从每分钟几百转至万转以上的叶片式和活塞 式气马达都应有尽有，并且对应气马达都配有完善的润滑装备。气动车和内燃机车相比，由 于气马达工作温度特别低，仅为环境温度，不像内燃机那样会产生上千度的高温，所以它的 使用寿命会比内燃机的使用寿命长得多，并且也没有有害气体和温室气体的排放。气动车 和电动机车相比，现在的电动机车多数采用的电池有铅酸电池、锂电池等其充电次数最长 的仅为1千次并且充电耗时，比行使时间长得多，电池的更换和拆解同样造成了能源浪费 和环境污染，铅酸电池充放电也会有，有害气体产生。用电容器充电的电动车虽然充电速度 快，充电次数也可以达到1万次以上，但其体积大容量小，行驶一会就没电了。所以中央电 视台新文联播中报道说“现在我国国内电动轿车的研发生产企业，他们根本没有任何自己 的技术，只是把零件简单的拼合在一起，其核心技术更无从谈起了，2013年是我国电动轿车 的决战年，国家将在这一年决定电动轿车的命运，是禁还是限。而我们的气动车充气速度是 相当快的(气动车的充气速度仅由充气机的功率和气箱容量决定，不像铅酸电池和锂电池 等，对充电电流有严格的限制，加大充电电流会导致电池的损坏)气动车如果以压缩空气 作为动力其排出的还是一成不变的空气，所以它实现了无任何污染的零排放。既然气动车 有那么好的发展前景，为何至今还没有被应用呢？其关键问题就是还没有研发出能为气动 车行驶提供一个即美观又有能承受高压，即能充分利用空间又容量大，即质量轻又使用寿 命长的气箱来，那些现在已有的关于气动车的专利申请，只是安装上气马达，连配套的润滑 装置都没有，仅在普通的自行车或轿车内上安上了一个小的气体钢瓶而已，其容量仅为十 几升至几十升，走不多远就没气了，车子就无法开动了，根本满足不了实际使用的需要，这 就是气动车一直没有得到推广使用的根本原因所在，而本发明之气动车打破常规，首创整 车作为气箱的理念，使气箱可以做到3000升，甚至更多。我从网上了解了气动车无法投入使用的根本原因后，就开始研制气动车的气箱 了。本发明应用于轿车的实施例证如
图1-1所示，该气动车完全可以不用车架了，可完全由
3本发明的气箱，来同时充当车架、气箱、车的外表面的全部或部分。(当然也可以应用于各种 车辆时单独的车架和本发明之气箱配合使用)用于轿车的生产该气箱按车型不同容量一 般可以做到3000升左右。以气箱充气压力三十公斤为例，采用1毫米铁板(或其它金属板、 合金板、不锈材料等)制作气箱，该气动轿车充一次气可行驶200至1000公里，别说走那么 远不可能，数据是无法骗人的(由具体压力容量确定)，其总造价也不会比原先的内燃机轿 车和电力轿车的造价有所增加，相反它的成本更低、更安全、车辆整体强度更高、使用寿命 更长了。如果将气压做到一百五十公斤或三百公斤，其气箱就要加厚，为此我们可以减少一 些容量，但气动车所能行驶的距离就会成倍增加。其具体方法是气箱内部制成由一定数量 的几合体组成，几何体之间有孔相通，几何体可以是正方体、长方体、金字塔形体、由三角形 和巨型构成的五面体、由巨型和梯形构成的六面体的其中一种几何体构成，也可由两种或 两种以上的几何体组合构成。本实施例中采用的是一定数量的(根据需要而定)1立方分米 (1立方分米等于1升，几何合体大小根据需要可任意)的独立空间，每个正方体空间都有孔 使之相连成为一个大的气箱体，其外部形状根据具体需要确定。与容器(气箱)外壁相连 的必须是几何体，而内部的几何体也可由横向和纵向相连的棒材或管材及窄板材代替。不 过最易实施而又可靠的方法就是，气箱内部完全由正方体构成。当然底部为了防锈也可以 加厚气箱板的厚度，本发明实施例中使用气压为三十公斤，采用的实验板材厚度是1毫米， 焊接了一个由1立方分米的正方体制组成的长方体气箱进行压力试验，制成后首次充的气 压要高于平时充气的气压，首次充气我充到了 35公斤，这是为了让其在以后每次充气30公 斤时，它都不会发生任何变形，打下坚实的基础。制造不规则气箱时，即便是内部完全由正 方体组成时与气箱外壁接触的部分的四条边有时可以不是正方形，甚至可以不在一个平面 上，与气箱外壁所构成的几何体也可以不再是正方体。也可以通过几何体的不同组合在保 持内部或外部几何体大小不变时增大或减小外部或内部几何体的大小。气箱充气后在压力 作用下其内部所有正方体没有任何变形，只是箱体外部的每个正方形的四条边到正方形的 中心最高处有5毫米的逐渐增高的平滑过度变形，这个变形是一次性的，以后再充气到30 公斤时，充气多少次也不会有变化了。30公斤的气压，1毫米的厚度足以保证长期使用没有 任何问题，就是在提高一倍的压力也无须加厚板材的厚度，如果外层板加厚变形会减小或 消失；如果认为这个变形不好看，为此我们还可以进一步改进，采用在与外壁接触部分的几 何体的外壁内侧加一个十字，把它的面积分割为原先的四分之一，其变形几乎就没有了，也 可以进行更小的分割，也可以上诉两种办法同时使用，该方法同样适用于任意形状的气箱。 关于气箱的制作，当气箱外壁向内的一定层数的几何体，足够承受相应的气压时，其气箱内 部剩余空间，也可以制成一个大的几何空间。也可由外向内逐渐增大几何体的体积，从而减 少几何体的数量，提高生产效率。这里给出的厚度仅为发明人实验的厚度，具体的厚度不作 规定，可由生产者根据具体压力等条件自行确定。充气一次完成变形后，即可进行涂层或镀 层的处理，如果外观做得足够好，我们就可以即把它当气箱和车架同时又把它当作车的外 表面了，这时再按上座椅、轮胎、气马达，汽动轿车就制成了，当然也可以在气箱外安装一层 漂亮的外壳。我们还可以在由独立几何体构成的任意形状气箱的基础上，把几何体内部的 横向或纵向贯通从而在内部形成管状的几何体空间，构成由管状几何体构成的任意形状的 气箱，其管形可以是正方形、长方形、梯形、三角形、扇形，制成任意形状的管状几何体气箱 时，也可以在其所有气箱外壁内侧只做用于防止气箱变形的分割，制作各种气箱时，在将箱
4体所在部分的几何体外表面制成圆弧面或球面时，以及两者的组合时，其外壁无需进行防 止变形的操作。本发明用于轿车其原先按装机器的前方所有空间和后排座椅后面的所有空 间及所有座位下的空间和脚下的空间都可作为整体的气箱使用，如果你不嫌麻烦的话，甚 至连汽车的车顶、门框、车门、座椅也都可以作为气箱的一部分，用来作为气箱使用，从而进 一步增加它的气体容量，使车跑得更远。该气箱除以上介绍的方式外，还可以根据每种具体 的车型制成统一压力、统一容量、统一大小、统一接口的可更换气箱，这样气快用完时到了 换气站把气箱拉出来换上即可。这样的气箱也可在加气站和自己的家里等地方用中压的小 型或大型中型充气机充气即可，而那种300公斤的高压充气机没有小型的，一般家庭是不 会花巨款购买这样的大型充气机的，这也是这种高压气动车难以推广普及的原因之一。这 种方法用于轿车其前后可以各安放一个气箱，当然放几个放在哪放，都可以。图1-2是本发明应用于气动摩托车和气动自行车的例证，气动自行车一般是指马 达功率为200瓦左右的两轮或是三轮车，气动摩托车一般指马达功率为600瓦以上两轮或 三轮车。该图是用现有的汽油摩托车改制的气动车，如果是生产新的气动车那就可以完全 不要车架了，完全可由气箱替代车架甚至同时充当整车的外表面，只需再加装轮子车把和 马达就构成整车了。发明人认为，气动摩托车和气动自行车制成包车的形式比较好，既能 方便上下车而且乘坐舒适宽敞漂亮又能使气箱做得足够大。(当然也不反对做成其它的形 式)一般常见的车型，其气箱的容量可以做到120升左右，加一次气可以行驶里程与气动轿 车相比同样至少可达200公里，甚至更远(根据具体压力容量确定)。像本田大绵羊那样的 大包车(俗称大船儿)其气箱容积可以做到300升左右。当然采用该技术制成的气动摩托 车和气动自行车及其它各种气动车其造价比原先的各种内燃机的动力车和电力机的动力 车其造价也不会增加，反而会降低其整车的强度也会更高。本实例中采用的是2v型0. 69kw 叶片式气马达，图中采用了链传动、其实制作各种气动车均还可采用轴传动或齿轮传动等 方式。图中在气马达的外部同轴安装了润滑油泵，其润滑方式是在空气进气口端每分钟或 每3000转加注润滑油1至2滴。发明人安装的是润滑油泵，也可采用专用的注油器给油和 安装油雾器。在使用中发现叶片式马达运行在中高速时还可以，但运行在低速时力矩太小 了不太好使，而活塞式马达运行在高中低速效果都很好，可实现很平滑的调速，用在车上还 是安装活塞式气马达更好一些，或者可以在车上装配上离合器和变速箱也可以，(不管是叶 片式气马达还是活塞式气马等各种气马达应用于各种车辆，都可以安装离合器和变速箱) 做成轿车等四轮三轮气动车时，还需要有倒档，可通过在气马达上加装换向阀的方式实现， 也可通过加装变速箱的方式实现，应用于各种气动车辆可制成无级变速的气动车，也可制 成带有变速箱的气动车。图1-3是本发明应用于气动摩托车和气动自行车的马达传动和润滑结构的一个 具体实施例证。图中采用了叶片式气马达4，在气马达4上装有排气口 1和7，进气管5，润 滑油泵3，润滑油泵进油管2，润滑油泵出油管8，6为固定在摩托车后轮上的链轮。其工作 过程和原理如下在气箱中存储的高压空气，经过阀门后进入由右手控制的安装在车把上 的加速器调压(或经减压器和由右手控制的阀门)后通过进气管5进入气马达，带动气马 达旋转，用完的气体由排气口 1和7排出，气马达转动后也带动着润滑油泵3开始转动，同 时通过气马达上的小链轮和链条带动着链轮6旋转从而使气动车向前行驶。旋转的润滑油 泵通过润滑油箱，经润滑油泵进油管2吸入润滑油后经过润滑油泵出油管8通入气马达的进气管5从而完成整个行驶和润滑的过程。我曾多次听在大邱庄上班的朋友讲，在钢厂装卸氧气瓶时由于不小心，瓶阀先着 地被摔断，嗖的一声氧气瓶飞上了天，飞得人们用眼睛都看不到了，最后也不知它掉到什么 地方去了。有的水平摆放的氧气瓶，不小心瓶阀被砸断，高速冲出的气流将正在附近的工作 的工人的胳膊给切掉了。所以在车上这种超高压的气瓶虽然压力很高但十分危险而且容 量有限，也跑不了多远就没气了，所以在自行车摩托车等车辆上直接放置高压气瓶的方案 让专家给枪毙了。低压的那种内部没有将气室分隔开的容器也不安全，尽管只有几十公斤 的气体压力，一旦在底部或侧面撞裂，其气体瞬间、大量、高速、冲出足以将该车掀翻，甚至 更糟，造成二次事故，在容器前部或后部被撞裂同样也很危险。现在很多国家研发的气动 车的气瓶都是用碳纤维制成的，充气压力可达到三百公斤，(我国某地也照搬了他们的方案 自行研制了这样的气瓶，每个成本3000元，而本发明之气箱成本不到碳纤维气瓶的三分之 一)碳纤维气瓶高速撞击只会漏气也不会爆开，但极易被刺穿击形成的口子达到几平方厘 米时，由于内部空间是一个整体空间气体同样会瞬间、高速、大量、冲出，每个平方厘米三百 公斤的压力同样很危险，哪怕单个碳纤维气瓶的容量只有几十升也不行，读到这想做碳纤 维气瓶的可不要跟我学，把碳纤维气瓶做成和我的气箱一样的结构啊！而且是化工产品都 存在一个老化的问题，并且这样的高压一般的充气设备无法为它充气，而采用中压的气箱 配备一个充气机仅要几百元(根据充气速度而定)，可随车佩戴也可单独销售。从充气的经 济性、效率以及充气机方面来说气压还是以几十公斤为好，我设计的气箱是由一个个独立 的几何体小空间组成的整体气箱，即使车辆发生碰撞，使气箱破裂，箱内的气体由于分别装 在独立的几何体中，每个空间的小孔限制了气体流出速度，所以不会产生很大的冲击力，从 而保证了人车的绝对安全。本发明之气箱用于各种气动轿车，即使做成30公斤的压力的气 箱，也和那种装三百公斤高压的六个五十升碳纤维气瓶的车辆跑的一样远，因为该气箱的 容量比那种气瓶的容量大出十倍，本发明之气箱即使做到和氧气瓶一样的高压或者做到更 高达到三百公斤的压力也是绝对安全的。气马达在工业上的应用至少已有几十年的历史了，气马达的可靠性、耐久性、效率 早已被世界各国的众多使用者认可。每种规格的气马达在最大功率时单位时间的耗气量， 都有固定的数据可查，想要知道气动车可以跑多远只需根据气箱的压力和容量和气马达的 耗气量计算就可以了，应用于气动自行车、摩托车、轿车、公交车，我们可以直接拿工业气马 达应用，也可以进行适合的改进，或者购买每种车专用的气马达。(很多国家都已开发出了 专用的气马达)所以气动车技术中，气箱的压力、容量、安全性以成为气动车中最关键的一 环。关于气动车的充气方式，现阶段采用电力的空气压缩机的方式比较适合，将来还可以利 用风能、水能、太阳能等方式来制造或带动空气压缩机，为气动车充气，从而实现气动车的 零成本充气。真正使气动能源成为无任何污染的、零排放的、取之不尽用之不绝的绿色清洁 能源。关于气动船，这里就不再进一步说明了。由以上介绍可知该气动车和气动船，以完美的解决了气动车和气动船气源的存储 问题，完全可以持续稳定的保证车辆和船只远距离的行驶需要，可以广泛应用于气动自行 车、气动摩托车、气动轿车、气动公交车、气动三轮车等各种气动车辆上和各种气动船上，具 有无污染、零排放、加气迅速、高效、使用寿命更长、成本更低、整车整船强度更高、更符合国 家当前节能减排的新产业政策的特点。任意形状的压力容器，可应用于各种气动车和气动船，同时也可单独作为各种压力容器使用，如液化石油气罐等，具有承受压力高、空间利用 率高、用材料薄，轻，省的特点。
权利要求
本发明为一种可以制成任何形状的，用于储存各种高压流体(气体和液体等)所使用的压力容器，(以下简称气箱)和应用该气箱制成的各种气动车，如气动轿车、气动摩托车、气动自行车、气动公交车等各种气动车辆和各种气动船等；本发明应用于汽动车可以完全不用车架，可完全由本发明的气箱，来同时充当车架、气箱、车的外表面的全部或部分，用于气动船也可由本发明之气箱来完全充当整个船体或部分船体；当然也可以采用单独的车架和气箱组合使用，其板材可使用铁板或其它金属板、合金板、不锈材料等；其具体方法是在气箱内部制成由一定数量的几合体组成，几何体之间有孔相通，几何体可以是正方体、长方体、金字塔形体、由三角形和巨型构成的五面体、由巨型和梯形构成的六面体的其中一种几何体构成，也可由两种或两种以上的几何体组合构成；本实施例中采用的是一定数量的(根据需要而定)1立方分米的独立正方体空间，每个正方体空间都有孔使之相连成为一个大的气箱体，其外部形状根据具体需要确定；与容器(气箱)外壁相连的必须是几何体，而内部的几何体也可由横向和纵向相连的棒材或管材及窄板材代替；不过最易实施而又可靠的方法就是，气箱内部完全由正方体构成；当然底部为了防锈也可以加厚气箱板的厚度，本发明实施例中使用气压为三十公斤，采用的实验板材厚度是1毫米，对具体使用厚度和压力不作规定；制造不规则气箱时，即便是内部完全由正方体组成时与气箱外壁接触的部分因外形的变化的四条边有时可以不是正方形，甚至可以不在一个平面上，与气箱外壁所构成的几何体也可以不再是正方体；也可以通过几何体的不同组合在保持内部或外部几何体大小不变时增大或减小外部或内部几何体的大小，当然也可以在气箱外安装一层漂亮的外壳；如果外层板加厚其外壁的变形会减小或消失，如果认为这个变形不好看，为此我们还可以进一步改进，采用在与外壁接触部分的几何体的外壁内侧加一个十字，把它的面积分割为原先的四分之一，其变形几乎就没有了，也可以进行更小的分割，也可以上诉两种办法同时使用，该方法同样适用于任意形状的气箱；关于气箱的制作，当气箱外壁向内的一定层数的几何体，足够承受相应的气压时，其气箱内部剩余空间，也可以制成一个大的几何空间；也可由外向内逐渐增大几何体的体积，从而减少几何体的数量，提高生产效率；我们还可以在由独立几何体构成的任意形状气箱的基础上，把几何体内部的横向或纵向贯通从而在内部形成管状的几何体空间，构成由管状几何体构成的任意形状的气箱，其管形可以是正方形、长方形、梯形、三角形、扇形，制成任意形状的管状几何体气箱时，也可以在其所有气箱外壁内侧只做用于防止气箱变形的分割，制作各种气箱时，在将箱体所在部分的几何体外表面制成圆弧面或球面时，以及两者的组合时，其外壁无需进行防止变形的操作；本发明用于轿车其原先按装机器的前方所有空间和后排座椅后面的所有空间及所有座位下的空间和脚下的空间都可作为整体的气箱使用，如果你不嫌麻烦的话，甚至连汽车的车顶、门框、车门、座椅也都可以作为气箱的一部分，用来作为气箱使用，从而进一步增加它的气体容量，使车跑得更远；该气箱除以上介绍的方式外，还可以根据每种具体的车型制成统一压力、统一容量、统一大小、统一接口的可更换气箱；不管是叶片式气马达还是活塞式气马等各种气马达应用于各种车辆，都可以安装或不安装离合器和变速箱；其传动方式可以是轴传动、链传动或齿轮传动；其润滑装置可以安装也可以不安装，其润滑方式可采用现有的和将来出现的所有方式。
全文摘要
本发明为一种可制成任何形状，用于储存高压流体所使用的气箱和应用该气箱制成的各种气动车和气动船，如气动轿车等，气动车世界各国都有相关的许多发明，我国从85年至今也有近百项相关发明，那么多关于气动车的发明至今还没有应用，原因是始终没有研制出能持续稳定安全的供气马达行驶一定里程的气箱来，本发明完美解决了气动车气动船气源的存储问题，完全可以持续稳定的保证车辆远距离的行驶需要，具有无污染、零排放、加气迅速、高效、使用寿命更长、成本更低、整车强度更高、更符合国家当前节能减排的新产业政策的特点。任意形状的压力容器应用于各种压力容器，如液化石油气罐等，具有承受压力高、空间利用率高、用材料薄，轻，省的特点。
文档编号B60K15/073GK101920656SQ20101017339
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月2日 优先权日2010年4月13日
发明者孟令松 申请人:孟令松