基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源開(kāi)發(fā)冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源開(kāi)發(fā)冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)
[0001]技術(shù)背景:當(dāng)下，人類(lèi)面臨著石油枯竭的危機(jī)形勢(shì)，這就需要不斷尋求開(kāi)發(fā)新的能源替代品。而C02干冰在室溫環(huán)境下的氣化是人盡皆知的一種物理現(xiàn)象。假如C02干冰這是一種非常易于得到的一種狀態(tài)，那么也就是說(shuō)人類(lèi)就獲得了一種廉價(jià)的能源替代品，人類(lèi)將會(huì)有取之不盡、用之不竭的環(huán)保、安全、無(wú)毒、廉價(jià)的清潔新能源。
[0002]在人類(lèi)生存的自然環(huán)境中，就是一種室溫環(huán)境下的狀態(tài)(他是一種常溫下的相對(duì)熱源)。因此圍繞“C02干冰在室溫環(huán)境下的氣化”這一自然規(guī)律，如果我們可以輕易地實(shí)現(xiàn)另外的一種低溫狀態(tài)，那么就可以說(shuō)我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了取之不盡的“C02干冰”所創(chuàng)造的新能源。
[0003]一、目前我們知道兩個(gè)公認(rèn)的基本事實(shí)是:
[0004]1.在室溫下，一部分二氧化碳蒸氣被冷卻到_56°C左右時(shí)，就會(huì)凍結(jié)成雪花狀的固態(tài)二氧化碳。
[0005]2.對(duì)流層位于大氣的最低層，集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以上的水氣質(zhì)量。其下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節(jié)而變化。在低緯度地區(qū)平均高度為17?18千米，在中緯度地區(qū)平均為10?12千米，極地平均為8?9千米；對(duì)流層中，氣溫隨高度升高而降低，平均每上升100米，氣溫約降低0.65°C。對(duì)流層的氣溫隨高度增加而降低，高度每增加100米，氣溫下降0.65°C，低緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)臍鉁丶s_83°C，高緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)臍鉁丶s_53°C。由于近地層的空氣接受地面的熱輻射后溫度升高與高空冷空氣發(fā)生垂直方向的對(duì)流，構(gòu)成了對(duì)流層空氣的強(qiáng)烈對(duì)流運(yùn)動(dòng)。
[0006]在自然界，尤其是在太空中非常容易獲得極限低溫和極限高溫，在地球的南北極有豐富的驟冷資源，在大陸地區(qū)海拔達(dá)到三千米以上，也非常容易獲得低溫冷空氣?；谶@種情況我們可以實(shí)現(xiàn):基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源開(kāi)發(fā)冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用技術(shù)就成為一種相對(duì)成熟的理論。
[0007]二、熱脹冷縮技術(shù)原理分析:
[0008]目前人類(lèi)利用熱能的方式(包括氫能的利用)還主要是將室溫狀態(tài)的氣、液體流體加熱到高溫狀態(tài)，從而通過(guò)物質(zhì)從低溫過(guò)渡到高溫過(guò)程中，物質(zhì)發(fā)生膨脹而產(chǎn)生動(dòng)力。比如當(dāng)初在十九世紀(jì)的蒸汽機(jī)時(shí)代，他是將室溫的液態(tài)水通過(guò)燃燒煤炭加熱到沸騰的臨界點(diǎn)狀態(tài)，水由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的水蒸氣，體積發(fā)生急劇的膨脹，從而使蒸汽機(jī)應(yīng)用達(dá)到了當(dāng)時(shí)的鼎盛時(shí)期。
[0009]1、在目前工業(yè)發(fā)展中的發(fā)電廠(chǎng)，他使用的大型蒸汽鍋爐也應(yīng)運(yùn)到水蒸氣沸騰的臨界點(diǎn)狀態(tài)?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電原理的可以理解為:冷水在鍋爐加熱，分子間作用力加大，表現(xiàn)為同一方向的高壓蒸汽(由于鍋爐是固定的，依據(jù)動(dòng)量守恒定律，他的方向與鍋爐是相反的)，他相對(duì)于鍋爐以相反的高壓蒸汽膨脹做功從而推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。所以說(shuō)熱脹冷縮是萬(wàn)變不離其宗的主要規(guī)律。
[0010]2、關(guān)于風(fēng)形成的過(guò)程。如果給風(fēng)下一個(gè)簡(jiǎn)單的定義，可以這樣說(shuō):空氣在水平方向上的流動(dòng)就叫做風(fēng)。風(fēng)是由于空氣受熱或受冷而導(dǎo)致的從一個(gè)地方向另一個(gè)地方產(chǎn)生移動(dòng)的結(jié)果。我們知道，太陽(yáng)照射著地表的不同區(qū)域，空氣受陽(yáng)光的照射后，就造成了有的地方空氣熱，有的地方空氣冷。熱空氣比較輕，容易向高處飛揚(yáng)，就上升到了周?chē)睦淇諝庵?；而冷空氣比較重，會(huì)向較輕空氣的地方流動(dòng)，于是空氣就發(fā)生了流動(dòng)現(xiàn)象，這樣就產(chǎn)生了風(fēng)。風(fēng)的形成過(guò)程說(shuō)明冷空氣受熱膨脹，從而在宏觀表現(xiàn)為定向的風(fēng)力。美國(guó)的龍卷風(fēng)的威力相當(dāng)大是有目共睹的事實(shí)。
[0011]3、關(guān)于汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，他是將冷熱空氣置于一容器內(nèi)，“空氣”表現(xiàn)為相對(duì)的冷空氣，“汽油柴油在點(diǎn)燃的瞬間”表現(xiàn)為熱空氣，因此可以說(shuō)明在同一個(gè)燃燒室內(nèi)，相對(duì)的冷空氣在較短的時(shí)間段內(nèi)升溫而造成氣體膨脹，類(lèi)似于風(fēng)的情況也是熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，總是相對(duì)慢的過(guò)程從而產(chǎn)生動(dòng)力。
[0012]4、關(guān)于在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中增加“中冷器”的原理描述。
[0013]中冷器是增壓系統(tǒng)的一部分。由于這個(gè)散熱器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器之間，所以又稱(chēng)作中央冷卻器，簡(jiǎn)稱(chēng)中冷器。中冷器的理解是:增加了相對(duì)的冷空氣，即增加了單位體積的冷空氣，在燃燒室內(nèi)汽油點(diǎn)燃放熱會(huì)促使更多的冷空氣發(fā)生膨脹，即分子間作用力加大，宏觀上表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)有力。
[0014]5、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，司機(jī)師傅經(jīng)常有這樣的工作經(jīng)歷，在天氣涼的時(shí)候開(kāi)車(chē)或在冬季開(kāi)車(chē)，感覺(jué)到汽車(chē)運(yùn)行有力。他其實(shí)是“中冷器”的延伸，其實(shí)就是增加了相對(duì)的冷空氣。
[0015]因此基于以上幾點(diǎn)的重新分析，動(dòng)力產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)還是熱脹冷縮的基本原理
[0016]三、總結(jié)性結(jié)論與制造冷熱發(fā)動(dòng)機(jī)
[0017]所以種種事實(shí)都說(shuō)明，現(xiàn)代工業(yè)利用能源的方式可以歸納為:通過(guò)消耗能源促成兩種溫差狀態(tài)的物質(zhì)發(fā)生膨脹產(chǎn)生可利用的動(dòng)力?？梢哉f(shuō)，目前人類(lèi)利用能源的基礎(chǔ)是想辦法進(jìn)行加熱，比如煤炭的燃燒、核能的大量放熱、太陽(yáng)能的加熱但是如果我們換一種思維方式，我們是降低一種物質(zhì)的溫度使他成為低溫狀態(tài)，那么他對(duì)于室溫狀態(tài)的空氣來(lái)說(shuō)，他就是一種相對(duì)的高溫狀態(tài)，這樣同樣可以創(chuàng)造兩種不同溫差的狀態(tài)。這就是說(shuō)我們能夠創(chuàng)造或者利用低溫狀態(tài)這種冷資源，我們就可以向自然界索取一種新能源了 ！
[0018]因此，基于位于大氣中的對(duì)流層低溫可利用資源，我們可以將他抽采到地面，對(duì)C02氣體作用而生成干冰，這就是說(shuō)可以獲得取之不盡、用之不竭的環(huán)保、安全、無(wú)毒、廉價(jià)的C02干冰低溫狀態(tài)冷資源。其次在人類(lèi)生存的自然環(huán)境中是一種相對(duì)的室溫?zé)嵩矗@種狀態(tài)同樣是取之不盡、用之不竭的，尤其是在地球上的夏季，或者在全年中的熱帶、亞熱帶地區(qū)(比如中國(guó)的海南島、四川等地區(qū))這種介于20-35攝氏度的室溫更是一種優(yōu)良的室溫?zé)嵩础０凑铡罢f(shuō)明書(shū)附圖”中附圖1所示，我們可以從方框圖中清晰地了解這兩種狀態(tài)。關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，已經(jīng)是相當(dāng)成熟的技術(shù)原理和技術(shù)應(yīng)用，按照附圖2所示，也就是描述“冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理”的步驟，在發(fā)動(dòng)機(jī)要增加兩個(gè)冷、熱進(jìn)氣口，配合發(fā)動(dòng)機(jī)的沖程有節(jié)奏地通入冷熱氣源，就可實(shí)現(xiàn)基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源而開(kāi)發(fā)出冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)，從而轉(zhuǎn)化為可實(shí)現(xiàn)、可開(kāi)發(fā)的、有價(jià)值的應(yīng)用技術(shù)。
[0019]四、室溫狀態(tài)下氣體的沸點(diǎn)表(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))
[0020]液氨-33.35°C特殊溶解性:能溶解堿金屬和堿土金屬劇毒性、腐蝕性。
[0021]液態(tài)二氧化硫-10.08°C溶解胺、醚、二硫化碳，多數(shù)飽和烴不溶劇毒。
[0022]甲胺-6.3°C是多數(shù)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的優(yōu)良溶劑，中等毒性，易燃。
[0023]二硫化碳熔點(diǎn):-110.8°C沸點(diǎn)46.23°C微溶與水，麻醉性，強(qiáng)刺激性。
[0024]氟利昂-12分子式CC12F2，學(xué)名二氟二氯甲烷。熔點(diǎn)_158°C、沸點(diǎn)-29.8°C。無(wú)色無(wú)味氣體，無(wú)刺激性、無(wú)腐蝕性。
[0025]氟利昂-13分子式CC1F3，分子量104.46。學(xué)名三氟一氯甲烷。熔點(diǎn)_182°C、沸點(diǎn)-82°C、無(wú)色氣體。
[0026]二氧化碳密度為1.977克/升，熔點(diǎn)-56.6V (226.89千帕——5.2大氣壓)，沸點(diǎn)-78.5V (升華)。臨界溫度31.10C。常溫下7092.75千帕(70大氣壓)液化成無(wú)色液體。液體二氧化碳蒸發(fā)時(shí)或在加壓冷卻時(shí)可凝成固體二氧化碳，俗稱(chēng)干冰，是一種低溫致冷劑。
[0027]通過(guò)這些數(shù)據(jù)可以看出，C02最有希望的一種物質(zhì)，他在低溫狀態(tài)下，會(huì)非常容易地生成干冰，也就是非常容易液化，聯(lián)想到氫能的開(kāi)發(fā)利用，0)2解決了大量廉價(jià)地制取、存儲(chǔ)問(wèn)題。氫能是利用放熱，C02是吸收冷資源制造干冰，目前全國(guó)干冰生成廠(chǎng)家有幾十家，他的生產(chǎn)成本是2000元/噸，如果能夠?qū)⒆匀唤绲纳罾滟Y源充分利用，由于C02在空氣中含量充足且制取容易，如工業(yè)化制取C02干冰的成本將會(huì)控制在500—800元/噸左右，目前一噸石油的價(jià)格是8000元/噸，C02干冰是固體物質(zhì)，石油是液體物質(zhì)，雖然目前沒(méi)有直接的對(duì)比關(guān)系，但是可以明顯看出0)2干冰在經(jīng)濟(jì)性上有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，包括目前在開(kāi)發(fā)的氫能工藝，C02干冰終會(huì)將成為“新能源”的替代品，他將改寫(xiě)石油的霸主地位，并成為一種易于制取、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、環(huán)保、安全、無(wú)毒、廉價(jià)的清潔新能源。
[0028]由于C02干冰是一種臨界狀態(tài)的固態(tài)，在汽化過(guò)程中單位體積的氣體會(huì)迅速增力口，宏觀上表現(xiàn)為作用力大。蒸汽機(jī)的應(yīng)用也是利用了水在100°c的臨界狀態(tài)，如果把水從60°C加熱到80°C，水的體積變化不明顯，但是從80°C加熱到100°C以上體積變化非常明顯，在現(xiàn)代電力工業(yè)，水從室溫狀態(tài)加熱到100°C的臨界狀態(tài)，溫差跨度大，這就需要消耗巨大的煤炭資源。相反在自然界有豐富的深冷資源，制造C02干冰就非常容易了。達(dá)到C02干冰的臨界狀態(tài)，自然界的室溫(_20°C -40°C )就是絕佳的相對(duì)高溫狀態(tài)，自然界幾乎是取之不盡，用之不竭，如果再利用一下太陽(yáng)能(我們指大規(guī)模的太陽(yáng)能聚光加熱空氣，非傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板)效果會(huì)更好，我們輕而易舉從自然界得到高溫狀態(tài)，因此將來(lái)的石油加工煉制、汽車(chē)工業(yè)和電力工業(yè)都會(huì)發(fā)生巨大的變革。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.技術(shù)特征:圍繞“C02干冰在室溫環(huán)境下的氣化”這一物理現(xiàn)象的自然規(guī)律，通過(guò)延伸輕易地實(shí)現(xiàn)另外的一種低溫狀態(tài)，并通過(guò)制造冷熱發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)了取之不盡的“C02干冰”所創(chuàng)造的新能源使用以及電力工業(yè)的變革。 一、在自然界可利用的基本事實(shí)特征:在自然界位于大氣的最低層的對(duì)流層，集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以上的水氣質(zhì)量。其下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節(jié)而變化。對(duì)流層中，氣溫隨高度升高而降低，平均每上升100米，氣溫約降低0.65°C。對(duì)流層的氣溫隨高度增加而降低，高度每增加100米，氣溫下降0.65°C，低緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)臍鉁丶s_83°C，高緯度地區(qū)對(duì)流層頂?shù)臍鉁丶s-53 °C。 從大氣中的對(duì)流層中將可利用低溫資源抽采到地面，對(duì)C02氣體作用而生成干冰，獲得取之不盡、用之不竭的環(huán)保、安全、無(wú)毒、廉價(jià)的C02干冰低溫狀態(tài)資源。2.在人類(lèi)生存的自然環(huán)境中是一種相對(duì)的室溫?zé)嵩矗@種狀態(tài)同樣是取之不盡、用之不竭的，在地球上的夏季，或者在全年中的熱帶、亞熱帶地區(qū)(比如中國(guó)的海南島、四川等地區(qū))這種介于20-35攝氏度的室溫更是一種優(yōu)良的室溫?zé)嵩础? 二、基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源開(kāi)發(fā)冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)原理: 基于上述客觀規(guī)律的情況可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā):基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源開(kāi)發(fā)冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用技術(shù)。關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，有經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展相當(dāng)成熟的技術(shù)原理和技術(shù)應(yīng)用，在發(fā)動(dòng)機(jī)增加兩個(gè)冷熱進(jìn)氣口，配合發(fā)動(dòng)機(jī)沖程有節(jié)奏地通入冷熱氣源，就可實(shí)現(xiàn)基于空間對(duì)流層冷態(tài)氣源而開(kāi)發(fā)出冷熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用技術(shù)。
【專(zhuān)利摘要】圍繞“CO2干冰在室溫環(huán)境下的氣化”這一物理現(xiàn)象的自然規(guī)律，通過(guò)延伸輕易地實(shí)現(xiàn)另外的一種低溫狀態(tài)，并通過(guò)制造冷熱發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)了取之不盡的“CO2干冰”所創(chuàng)造的新能源使用以及電力工業(yè)的變革。
【IPC分類(lèi)】F01B29/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105317463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410376704
【發(fā)明人】劉廣明
【申請(qǐng)人】劉廣明
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月21日