专利名称：氮气发动机专用低温绝热气瓶的制作方法
技术领域：
本实用新型专利技术涉及发动机领域。具体地涉及氮气发动机专用的工作气源一液氮的低温绝热储存设备。
背景技术：
目前，国内外在运行的发动机一般都是采用内燃式的发动机，其中所用的燃油在常温常压下，本身就是液态的，故一般不需要采用低温方法储存；而液化燃气则是采用压力方法进行储存的，是靠燃气的热值驱动内燃机进行工作的。但是，这些天然燃料由于人们过度地开采，已经是日渐减少，能源枯竭正在威胁着人类的未来。因此，人们盼望能开发出一种取之不尽、用之不竭的资源来替代这些天然燃料能源，以还给自己一个洁净、温馨的世界。而氮气发动机作为一种非内燃式发动机正好可以满足人们多年来夙愿。这种发动机是非燃料型发动机，具有巨大的应用前景，，它必定是今后动力原动机的发展方向。然而，因为它的工作介质——氮气在常温常压下是气态的，而在驱动氮气发动机进行工作时，又需要消耗大量的、带一定压力的氮气，这样势必要用很大容量的压力容器来储存这些带压的工作气体，如此一来，就要占用很大的空间，这样既不方便，也很不安全。由于目前还没有一种无论是在运动中或者在固定场合都能比较方便随时连续供应所需氮气的容器，来储存供氮气发动机工作所需要的大量气体，因而制约了氮气发动机的推广和应用。为此，需要生产一种既能储存较多质量的氮气、又不必占用太大空间的容器来满足氮气发动机工作的需要， 且希望这种容器的质量尽可能地轻便，以降低制造成本和使用者的运行成本，从而使人们利用氮气作动力来驱动机器运行的愿望变成现实，以解除人类未来的困境。
实用新型内容本实用新型专利的目的就是针对上述现状，提供一种新颖、方便、实用的新型容器，以解决氮气发动机(非内燃式发动机)在工作时需要大量气源的需求，同时又要求储存容器不能占据太大空间的矛盾，以便于对氮气发动机进行大规模的推广和实际应用，这样才能给人们带来真正的实惠。在本实用新型中是采用如下技术方案来实现的一种氮气发动机专用低温绝热气瓶，是由卧式圆柱形容器和远程控制系统(1 所组成，所述的卧式圆柱形容器包括瓶外壳 (1)、瓶内胆(2)、增压盘管(3)、刨花铝(4)、汽化盘管(5)、附属增压器(6)、液相管(7)、真空绝热层(8)、抽真空装置(9)、增压阀(10)、爆破片装置(11)、组合调压阀(12)、内胆支撑 (22)、分子筛(23)、吸气剂(M)、紧定带及支座(25)，所述的远程控制系统(1 包括压力表(14)、安全阀(15)、进出液阀(16)、气相管(17)、气体使用阀(18)、排放管(19)、排放阀 (20)、电容式液位计；所述的低温绝热气瓶的瓶内胆(2)是通过内胆支撑02)安装在瓶外壳(1)里面的中心部位的，在瓶内胆O)的外表面上缠绕着多圈汽化盘管(5)，在瓶内胆O)的下部缠有二圈增压盘管(3)，而在瓶内胆O)的内部装有电容式液位计的内置部分、液相管(7)的内置部分、组合调压阀(1 的内管道、气相管(17)的内置部份和刨花铝G)，附属增压器(6)、增压阀(10)和远程控制系统(1 则是装在气瓶主体以外的位置。该卧式瓶体是属于低压容器，真空绝热气瓶的真空绝热层(8)、分子筛03)、吸气剂04)是装在瓶外壳(1)与瓶内胆( 之间的夹层中的，其夹层采用的是具有反射功能的多层铝箔/聚酯薄膜(也可以用铝箔/纸的，效果稍差)缠绕式，再抽到高真空度，在制造工艺上对它的封结真空度和夹层漏放气速率都有较高的要求，而抽真空装置(9)是装在瓶外壳(1)上的，真空绝热层(8)是由30至50层铝箔/聚酯薄膜或铝箔/纸缠绕方式构成，再抽到10_3 10_5Pa的高真空度，低温绝热气瓶的封结真空度为彡10_4Pa，夹层漏放气速率为彡· m3/S,以保证有足够多的气体供应氮气发动机工作时使用，瓶体可以利用支架固定在任何所需要的位置上。电容式液位计可以通过管线延伸安装到任何便于观察的位置，保证操作人员能及时了解瓶内液氮的储存量，以采取必要的应对措施，避免出现无氮气工作的尴尬局面。多功能阀门组件上安装有各种特殊功能的阀门，可以根据工作需要对各个阀门的开启程度或时段进行控制或调整，以便达到最佳的操作效果。附属增压器(6)是用来增加瓶内胆(2)中液体的温度和压力的，以使从气体使用阀(18)中出来的氮气能够满足氮气发动机工作时对氮气气流量的需求，并能达到最佳的工作效果。组合调压阀(12)是安装在气瓶的侧端的，远程控制系统(13)内装有进出液阀(16)、气相管(17)、气体使用阀(18)、排放管(19)、排放阀(20)、电容式液位计(21)，这些控制元件的起始端都是从瓶内胆⑵中引出的；压力表(14)和安全阀(15)也是装在远程控制系统(13)内的，安全阀(15)管道的另一端与组合调压阀(12)连接，以便于远距离操作的方便，特别是能适用于在行进中的交通工具和移动式的设备上；爆破片装置(11)是装在安全阀(1 的管道上， 这是保证低温绝热液氮瓶不因真空度失效而被损坏的安全措施。由于在本方案中采取了以上这些技术措施，因而可以在减轻瓶体重量、缩小气瓶体积的同时，能够装载尽可能多的液氮，以满足氮气发动机气在工作时对气量和压力的需求，用以提高氮气发动机的输出功率和延长它的使用时段。由上可知，这种氮气发动机专用低温绝热气瓶，结构简单、灵巧方便、实用性强，便于充装灌液，也很方便更换气瓶。能配合氮气发动机无论是在固定场合或者是在行驶运动中都能很可靠地进行工作，便于氮气发动机的推广和实际应用。可见，本实用新型氮气发动机专用低温绝热气瓶设计合理，是一种专业性较强的、经济效益和社会效益都很显著的新型专用液氮储存设备，从而使人们利用氮气来驱动机械运行或车船行驶的愿望变成现实。
图1为本氮气发动机专用低温绝热气瓶的外部示意图。图2为本氮气发动机专用低温绝热气瓶的内部剖面示意图。在图2中1.瓶外壳
管6.·附属增压器10.增压阀14.压力表
4
2.瓶内胆3.增压盘管4.刨花铝 5.汽化盘
7.液相管8.真空绝热层9.抽真空装置
11.爆破片装置12.组合调压阀13.远程控制系统
15.安全阀16.进出液阀17.气相管[0014]18.气体使用阀19.排放管20.排放阀21.电容式液位计22.内胆支撑 23.分子筛M吸气剂25.紧定带及支座
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的工作流程作进一步阐述。参见图2，本实用新型氮气发动机专用低温绝热气瓶的结构如下由图2可知，本实用新型氮气发动机专用低温绝热气瓶的结构简单，能作为一个独立的安装单元，可以根据不同的使用需要，用紧定带及支座05)固定在交通工具和移动设备上，或安装到其它固定的工作位置，操作起来非常方便。其工作流程是低温液体泵从低温贮罐(或低温槽车) 中将液氮抽出，通过低温管道经进出液阀(16)和液相管(7)进入氮气发动机专用低温绝热气瓶的瓶内胆O)中储存起来。当氮气发动机需要氮气进行工作时，打开气体使用阀(18) 和气相管(17)，此时在瓶内胆( 上部的低温氮气会自动地流出，经管道进入氮气发动机中，在发动机内部特殊结构的作用下，驱动发动机的转轴旋转。低温绝热气瓶在向外部供气的过程中，由于其内部气相与液相的平衡发生了变化，促使部分液氮自动汽化，以补充气相空间中减少的氮气量，并且要吸取热量来提高其内能，以形成新的平衡。而当新的平衡形成后，气相和液相就会自动暂时稳定下来。由于在低温绝热气瓶的真空绝热层8中采用的是几十层铝箔/聚酯薄膜(或是采用铝箔/纸)缠绕的结构，并且抽到高真空度而形成的绝热状态，所以，由瓶外壳1传来的辐射热在经过几十层这样具有反射和过滤效果的铝箔/ 聚酯薄膜层的作用下，最后能够传给瓶内胆O)的热量几乎为零。而真正被传入夹层中的热量主要是来自内胆支撑0 和与外界接触的那些管道上。对于瓶内胆O)中液氮的汽化问题，一般来讲只要有汽化盘管(5)的汽化作用即可以满足需要了 ；但是，有时为了要输出较大的功率，就必需要增加氮气的流量和压力，这时就要发挥增压盘管(3)和附属增压器(6)的作用了。增压盘管(3)是通过组合调压阀(12)和增压阀(10)把附属增压器(6) 从外界环境中吸收来的热量迅速传递给瓶内胆O)的，再由瓶内胆( 传递给瓶胆内的液氮以加速液氮的汽化，使瓶胆内的压力进一步升高，通过内胆( 上部的气相管(17)和气体使用阀(18)及瓶外部的控制管道输送给氮气发动机进行工作。一般来讲，如果氮气发动机是在固定的场合运行的话，不需要把相关控制元件延伸到远程控制系统(13)中去。但是本低温绝热气瓶主要考虑到能够适应在行进中的汽车、机动船、农业机械等交通工具和携式发电机、小型修路机械、林区气动机械等移动式的设备上进行连续供气的特殊工作环境的需要，此时就有必要通过管线把控制元件延伸到远程控制系统(13)中去，以便于操作人员能够在远处根据实际情况及时地采取必要的应对措施，来调节气量、压力的大小，输出合适的功率，以保证设备能安全、正常地运行。压力表 (14)用以观察瓶内及管道内的压力大小，安全阀(1 是保证气瓶能在安全的压力下进行工作的，如若瓶内或管道内超过设定的压力，它能自动起跳，泄放出一部份气流，使压力回复到安全范围之内。如果觉得泄放速度太慢时，还可以开启排放阀00)和排放管(19)，以加快泄压速度。爆破片装置(11)是当夹层的真空失效、且又未能及时发现、在负压超过其设定值时，装置中的爆破片即能自行爆裂，可保证在瞬间能快速地转变成正压力，以保证真空绝热液氮瓶不致被损坏的安全措施。电容式液位计可以通过管线延伸安装到便于操作人员观察的位置，使操作人员能及时了解瓶内液氮的储存量，避免出现无氮气工作的状况。组合调压阀(12)上设定有各种特殊功能的阀门接口，可以根据工作需要对各个阀门进行控制或调整，以便达到最佳的操作效果。在低温绝热气瓶内胆( 中放置刨花铝(4)的目的，是为了通过铝的良好导热性能来防止液氮的热分层作用，以使瓶内的液氮温度均衡， 维持良好的稳定性。抽真空装置(9)是为了抽真空而设置的。分子筛03)和吸气剂04) 是为了维持真空绝热层的高真空度而设置的。内胆支撑0幻是为了使瓶内胆OO)能始终居于瓶外壳(1)的相对中间的位置，以保证其在行进(或移动)时的稳定性。从以上的介绍可以知道，本实用新型专利——氮气发动机专用低温绝热气瓶的结构设计合理、绝热效果好、实用性强，很适合与移动和行进中的或在固定场合的氮气发动机配套使用，确实能够解决氮气发动机运行时对氮气的需求，为发动机向非燃料资源要动力的理想提供了一种方便实用、切实可行的新型气源储存设备。上面是对本实用新型专利进行的介绍，这是根据本实用新型——氮气发动机专用低温绝热气瓶的工作过程及实施方式进行阐述的。以上阐述，是为了帮助理解本实用新型的设计思想和工作方法。并非是对本实用新型的技术核心及使用范围的限制。因此，凡是依据本实用新型技术的实质对以上实施所作的任何修改、类似变化及修饰，均仍属于本实用新型专利技术方案的范围之内。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种氮气发动机专用低温绝热气瓶，是由卧式容器和远程控制系统(1 所组成， 其特征在于所述的卧式容器包括瓶外壳(1)、瓶内胆O)、增压盘管(3)、刨花铝、汽化盘管(5)、附属增压器(6)、液相管(7)、真空绝热层(8)、抽真空装置(9)、增压阀(10)、爆破片装置(11)、组合调压阀(12)、内胆支撑(22)、分子筛(23)、吸气剂(M)、紧定带及支座(25)，所述的远程控制系统(13)包括压力表(14)、安全阀(15)、进出液阀(16)、气相管 (17)、气体使用阀(18)、排放管(19)、排放阀(20)、电容式液位计(21)；所述的低温绝热气瓶的瓶内胆( 是通过内胆支撑0 安装在瓶外壳(1)里面的中心部位的，在瓶内胆(2) 的外表面上缠绕着多圈汽化盘管(5)，在瓶内胆O)的下部缠有二圈增压盘管(3)，而在瓶内胆O)的内部装有电容式液位计的内置部分、液相管(7)的内置部分、组合调压阀 (12)的内管道、气相管(17)的内置部份和刨花铝(4)。
2.根据权利要求1所述的氮气发动机专用低温绝热气瓶，其特征在于所述的真空绝热气瓶的真空绝热层(8)、分子筛03)、吸气剂04)是装在瓶外壳(1)与瓶内胆( 之间的夹层中的，而抽真空装置(9)是装在瓶外壳(1)上的，附属增压器(6)、增压阀(10)和远程控制系统(13)则是装在气瓶主体以外的位置。
3.根据权利要求1所述的氮气发动机专用低温绝热气瓶其特征在于所述的低温绝热气瓶的真空绝热层(8)是由30至50层铝箔/聚酯薄膜或铝箔/纸缠绕方式构成，再抽到10_3 10’a的高真空度，低温绝热气瓶的封结真空度为< 10_4Pa，夹层漏放气速率为 ^ KT7Pa · m3/So
4.根据权利要求1所述的氮气发动机专用低温绝热气瓶，其特征在于所述的低温绝热气瓶上用的组合调压阀(1 是安装在气瓶的侧端的；所述的远程控制系统(1 内装有进出液阀(16)、气相管(17)、气体使用阀(18)、排放管(19)、排放阀(20)、电容式液位计 (21)，这些控制元件的起始端都是从瓶内胆⑵中引出的；压力表(14)和安全阀(15)也是装在远程控制系统(1 内的，安全阀(1 管道的另一端与组合调压阀(1 连接，爆破片装置(11)装在此管道上。
专利摘要本实用新型公开了一种专为氮气发动机提供气源的低温绝热气瓶，该气瓶采用卧式结构，包括瓶体、电容式液位计、多功能阀门组件、附属增压器和远程控制系统。其真空绝热层是由具有反射功能的多层铝箔/聚酯薄膜缠绕而成的，并抽至较高的真空度，绝热效果理想、结构简单、方便实用。能作为独立的安装单元，既可与在固定位置上的氮气发动机配套使用，又能与移动或行进中的发动机配套使用，可实现人类想用非燃料资源来驱动发动机工作的夙愿，为节能、环保、安全、低温效应、改善人类的生存环境闯出一条新的路子，是一种设计合理、经济效益和社会效益都很显著的新型储气蓄能设备。
文档编号F17C1/14GK202001825SQ20102023397
公开日2011年10月5日 申请日期2010年6月15日 优先权日2010年6月15日
发明者林世鸿, 林芝 申请人:林世鸿