专利摘要

本发明公开了属于气体等温压缩膨胀技术领域的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，包括：活塞缸、活塞、液体腔室、气体腔室、平板、动力设备、活塞杆、气体注入管道和气体排出管道，其中平板将活塞缸分隔成液体腔室和气体腔室两部分，液体腔室中储有液体，活塞杆连动活塞上下运动实现气体压缩或膨胀，运行过程中，液体流下，气体向上运动，利用气液混合，实现液体对气体的控温；本装置在稳定气体温度变化的同时，解决了气体缩放时剧烈温度变化对设备的损坏和危害，同时也降低了对储能设备硬件要求；且本装置具有可以就地安装、气体和液体间的热交换充分、能量利用效率高的特点。

权利要求

1.一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，包括：开放式活塞缸(11)、活塞(12)、液体腔室(13)、气体腔室(14)、平板(15)、动力设备(16)、活塞杆(1201)、第一气体注入管道(1401)和第一气体排出管道(1301)；其中活塞(12)安装于开放式活塞缸(11)内，活塞(12)在开放式活塞缸(11)内部的开放端上下竖直滑动；活塞(12)通过活塞杆(1201)与开放式活塞缸(11)外部的可逆式发电设备(16)相连，其中可逆式发电设备(16)为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备；活塞(12)与开放式活塞缸(11)间完全密封；平板(15)上开有筛孔(1501)；

当开放式活塞缸(11)的开口朝向下时，平板(15)与开放式活塞缸(11)的活塞壁水平固接且位于开放式活塞缸(11)的封闭端与活塞(12)之间，液体腔室(13)位于开放式活塞缸(11)的封闭端顶部，由平板(15)和开放式活塞缸(11)围成的空间为液体腔室(13)，该液体腔室(13)通过顶部的第一气体排出管道(1301)与外部气体排出管道相连；此时平板(15)、活塞(12)和开放式活塞缸(11)所围成的空间为气体腔室(14)，且该气体腔室(14)通过顶部的第一气体注入管道(1401)与外部气体注入管道相连；

当开放式活塞缸(11)的开口朝向上时，活塞(12)为下端开放的中空活塞，平板(15)水平固接于活塞(12)的下方，且平板(15)与活塞(12)围成的空间为一个液体腔室(13)，该液体腔室(13)通过顶部的第一气体排出管道(1301)与外部气体排出管道相连，且该液体腔室(13)随活塞(12)一同在开放式活塞缸(11)内竖直滑动；此时活塞(12)与开放式活塞缸(11)的封闭端围成的空间为气体腔室(14)，且该气体腔室(14)通过底部的第一气体注入管道(1401)与外部气体注入管道相连。

2.一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，包括：密闭密封活塞缸(21)、长杆活塞(22)、上部液体腔室(231)、中部液体腔室(232)、中部气体腔室(241)、下部气体腔室(242)、上部平板(251)、中部平板(252)、长活塞杆(2201)、第二气体排出管道(23101)、第三气体排出管道(23201)、第二气体注入管道(24101)和第三气体注入管道(24201)；其中密封活塞缸(21)内安装有下端开放的中空长杆活塞(22)，长杆活塞(22)于密封活塞缸(21)内自由上下滑动；长活塞杆(2201)固接于长杆活塞(22)的顶部且与密封活塞缸(21)外部的动力设备(16)相连，其中动力设备(16)为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备；

中部平板(252)水平固接于中空长杆活塞(22)的底部，长杆活塞(22)与中部平板(252)围成的空间为中部液体腔室(232)；中部液体腔室(232)通过安装于其顶部的第三气体排出管道(23201)与外部气体排出管道相连；

上部平板(251)与密闭密封活塞缸(21)的活塞壁水平固接且位于密闭密封活塞缸(21)的顶部与活塞(12)之间；上部平板(251)与密封活塞缸(21)的顶部围成的空间为上部液体腔室(231)，上部液体腔室(231)通过安装于其顶部的第二气体排出管道(23101)与外部气体排出管道相连；

位于长杆活塞(22)上部且由长杆活塞(22)、密封活塞缸(21)和上部平板(251)围成的空间为中部气体腔室(241)，中部气体腔室(241)通过第二气体注入管道(24101)与外部气体注入管道相连；

位于长杆活塞(22)下部且由长杆活塞(22)和密封活塞缸(21)围成的空间为下部气体腔室(242)，下部气体腔室(242)通过的第三气体注入管道(24201)与外部气体注入管道相连；

上部平板(251)和中部平板(252)上都开有筛孔(1501)。

3.根据权利要求1或2之一所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，所述实现气体压缩或膨胀的能量转换设备为直线电机、直线发电机、曲柄电机、曲柄发电机或液压设备。

4.根据权利要求1或2之一所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，所述平板(15)、所述上部平板(251)或所述中部平板(252)的设置为一层或多层，当设置为至少两层的平板(15)、上部平板(251)或中部平板(252)时，至少两层的平板(15)、上部平板(251)或中部平板(252)使气体以气泡形式进入液体腔室的过程中，气体和液体之间的热交换更为充分。

5.根据权利要求1或2之一所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，在所述液体腔室(13)、所述上部液体腔室(231)或所述中部液体腔室(232)中填充填料，当所述气体进入各液体腔室时与填料中的液体充分接触混合，实现气液的热质交换。

6.根据权利要求1或2之一所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，所述筛孔(1501)中部分筛孔(1501)的顶部装有起泡装置(1502)，起泡装置(1502)令气体以气泡形式进入液体腔室时，气体和液体之间的热交换更为充分，所述起泡装置(1502)为泡罩或浮阀。

7.根据权利要求2所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置的连续压缩过程，在连续压缩过程开始前，先将第二气体注入管道(24101)和第三气体注入管道(24201)通过外部气体注入管道与低压气体罐相连，将第二气体排出管道(23101)和第三气体排出管道(23201)通过外部气体排出管道与高压气体罐相连；其特征在于，连续压缩过程为：

步骤1a、在初始状态时，上部液体腔室(231)和中部液体腔室(232)中预置满控温液体，且长杆活塞(22)位于高位；

步骤2a、在第一段压缩过程中，先打开第二气体注入管道(24101)注入低压气体，同时长杆活塞(22)由可逆式发电设备(16)带动向下运动，压缩下部气体腔室(242)的低压气体，在第一段压缩过程中，气体穿过筛孔(1501)进入到中部液体腔室(232)内，同时中部液体腔室(232)内的液体通过中部平板(252)中的筛孔(1501)下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，长杆活塞(22)停止且打开第三气体排出管道(23201)，长杆活塞(22)继续向下运动，高压气体通过第三气体排出管道(23201)排出，同时液体通过中部平板(252)中的筛孔(1501)回到中部液体腔室(232)；

步骤3a、进行第二段压缩过程，打开第三气体注入管道(24201)，关闭第二气体注入管道(24101)，动力设备(16)带动长杆活塞(22)向上运动压缩气体，在压缩过程中，气体穿过筛孔(1501)进入到上部液体腔室(231)内，同时上部液体腔室(231)内的液体通过筛孔(1501)下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；

步骤4a、待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，长杆活塞(22)停止运动，打开第二气体排出管道(23101)，长杆活塞(22)继续向上运动，此时上部液体腔室(231)内的高压气体通过第二气体排出管道(23101)排出，同时液体通过上部平板(251)中的筛孔(1501)回到上部液体腔室(231)；最后长杆活塞(22)回至高位，并关闭第二气体排出管道(23101)，回到步骤1a、进入下一个连续压缩循环。

8.一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置的连续膨胀过程，在连续膨胀过程开始前，先将第二气体注入管道和第三气体注入管道通过外部气体注入管道与高压气体罐相连，将第二气体排出管道和第三气体排出管道通过外部气体排出管道与低压气体罐相连；其特征在于，连续膨胀过程为：

步骤1b、初始状态时，上部液体腔室和中部液体腔室中预置满控温液体，且长杆活塞位于高位；

步骤2b、在第一段膨胀过程中，打开第三气体注入管道和第二气体注入管道，并从第二气体注入管道注入高压气体，注入过程中长杆活塞向下运动，随后关闭第二气体注入管道，气体膨胀做功，带动长杆活塞向下运动，完成能量转换；在第一段膨胀过程中，气体穿过上部平板上的筛孔进入到上部液体腔室内，同时上部液体腔室内的液体通过上部平板上的筛孔下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，长杆活塞停止且打开第二气体排出管道；进行第二段膨胀过程，

步骤3b、在第二段膨胀过程中，打开第三气体注入管道注入高压气体，长杆活塞向上运动，随后关闭第三气体注入管道，气体膨胀做功，带动长杆活塞向上运动，完成能量转换；在膨胀过程中，中部气体腔室和上部液体腔室内的低压气体通过第二气体排出管道排出，液体通过上部平板中的筛孔回到上部液体腔室；下部气体腔室内的气体穿过中部平板中的筛孔进入到中部液体腔室内，同时中部液体腔室内的液体通过中部平板中的筛孔下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，长杆活塞停止，回到步骤1b、进入下一个连续膨胀循环。

说明书

专利领域

本发明属于气体等温压缩膨胀技术领域，特别涉及一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置。

背景技术

储能技术已被视为电网运行过程中的重要组成部分，其中压缩空气储能应用较为广泛。但压缩空气储能存在一定的局限性，传统压缩空气储能的主要缺点是通常与燃气轮机配合，需要消耗燃气，产生环境污染，易泄露，能量密度低，且空气压缩、膨胀时，温度变化剧烈，对设备的伤害较大，造成检修成本高。

近年来，已有研究将液体活塞应用于压缩空气储能中，解决了压缩空气储能所带来的环境污染问题，但空气压缩或膨胀过程多为绝热或自由膨胀过程，温度变化剧烈，产生热量不易保存，压缩空气势能不能完全利用，储能利用效率低。

国内外现有的液体活塞中，活塞腔内无储液的液体腔室，且无气液热交换的装置。其弊端在于气体缩放过程多为绝热、自由膨胀过程，使得压缩空气释放能量效率低。

由于传统气体压缩储能的过程中存在热量损失和膨胀释能时低温导致压强迅速下降能量损耗大的问题，所以本发明目的在于利用液体比热容大的原理，对气体实现控温，实现气体等温压缩膨胀，提高能量转换效率，以解决在气体压缩膨胀时的热能损耗过大的问题。

发明内容

针对在背景技术中提到的问题，本发明提出了一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，包括：开放式活塞缸、活塞、液体腔室、气体腔室、平板、动力设备、活塞杆、第一气体注入管道和第一气体排出管道；其中活塞安装于开放式活塞缸内，活塞在开放式活塞缸内部的开放端上下竖直滑动；活塞通过活塞杆与开放式活塞缸外部的可逆式发电设备相连，其中可逆式发电设备为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备；活塞与开放式活塞缸间完全密封；平板上开有筛孔；

当开放式活塞缸的开口朝向下时，平板与开放式活塞缸的活塞壁水平固接且位于开放式活塞缸的封闭端与活塞之间，液体腔室位于开放式活塞缸的封闭端顶部，由平板和开放式活塞缸围成的空间为液体腔室，该液体腔室通过顶部的第一气体排出管道与外部气体排出管道相连；此时平板、活塞和开放式活塞缸所围成的空间为气体腔室，且该气体腔室通过顶部的第一气体注入管道与外部气体注入管道相连；

当开放式活塞缸的开口朝向上时，活塞为下端开放的中空活塞，平板水平固接于活塞的下方，且平板与活塞围成的空间为一个液体腔室，该液体腔室通过顶部的第一气体排出管道与外部气体排出管道相连，且该液体腔室随活塞一同在开放式活塞缸内竖直滑动；此时活塞与开放式活塞缸的封闭端围成的空间为气体腔室，且该气体腔室通过底部的第一气体注入管道与外部气体注入管道相连。

一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，包括：密闭密封活塞缸、长杆活塞、上部液体腔室、中部液体腔室、中部气体腔室、下部气体腔室、上部平板、中部平板、长活塞杆、第二气体排出管道、第三气体排出管道、第二气体注入管道和第三气体注入管道；其中密封活塞缸内安装有下端开放的中空长杆活塞，长杆活塞于密封活塞缸内自由上下滑动；长活塞杆固接于长杆活塞的顶部且与密封活塞缸外部的动力设备相连，其中动力设备为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备；

中部平板水平固接于中空长杆活塞的底部，长杆活塞与中部平板围成的空间为中部液体腔室；中部液体腔室通过安装于其顶部的第三气体排出管道与外部气体排出管道相连；

上部平板与密闭密封活塞缸的活塞壁水平固接且位于密闭密封活塞缸的顶部与活塞之间；上部平板与密封活塞缸的顶部围成的空间为上部液体腔室，上部液体腔室通过安装于其顶部的第二气体排出管道与外部气体排出管道相连；

位于长杆活塞上部且由长杆活塞、密封活塞缸和上部平板围成的空间为中部气体腔室，中部气体腔室通过第二气体注入管道与外部气体注入管道相连；

位于长杆活塞下部且由长杆活塞和密封活塞缸围成的空间为下部气体腔室，下部气体腔室通过的第三气体注入管道与外部气体注入管道相连；

上部平板和中部平板上都开有筛孔。

所述实现气体压缩或膨胀的能量转换设备为直线电机、直线发电机、曲柄电机、曲柄发电机或液压设备。

所述平板、所述上部平板或所述中部平板的设置为一层或多层，当设置为至少两层的平板、上部平板或中部平板时，至少两层的平板、上部平板或中部平板使气体以气泡形式进入液体腔室的过程中，气体和液体之间的热交换更为充分。

在所述液体腔室、所述上部液体腔室或所述中部液体腔室中填充填料，当所述气体进入各液体腔室时与填料中的液体充分接触混合，实现气液的热质交换。

所述筛孔中部分筛孔的顶部装有起泡装置，起泡装置令气体以气泡形式进入液体腔室时，气体和液体之间的热交换更为充分，所述起泡装置为泡罩或浮阀。

一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置的连续压缩过程，在连续压缩过程开始前，先将第二气体注入管道和第三气体注入管道通过外部气体注入管道与低压气体罐相连，将第二气体排出管道和第三气体排出管道通过外部气体排出管道与高压气体罐相连；其特征在于，连续压缩过程为：

步骤1a、在初始状态时，上部液体腔室和中部液体腔室中预置满控温液体，且长杆活塞位于高位；

步骤2a、在第一段压缩过程中，先打开第二气体注入管道注入低压气体，同时长杆活塞由可逆式发电设备带动向下运动，压缩下部气体腔室的低压气体，在第一段压缩过程中，气体穿过筛孔进入到中部液体腔室内，同时中部液体腔室内的液体通过中部平板中的筛孔下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，长杆活塞停止且打开第三气体排出管道，长杆活塞继续向下运动，高压气体通过第三气体排出管道排出，同时液体通过中部平板中的筛孔回到中部液体腔室；

步骤3a、进行第二段压缩过程，打开第三气体注入管道，关闭第二气体注入管道，动力设备带动长杆活塞向上运动压缩气体，在压缩过程中，气体穿过筛孔进入到上部液体腔室内，同时上部液体腔室内的液体通过筛孔下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；

步骤4a、待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，长杆活塞停止运动，打开第二气体排出管道，长杆活塞继续向上运动，此时上部液体腔室内的高压气体通过第二气体排出管道排出，同时液体通过上部平板中的筛孔回到上部液体腔室；最后长杆活塞回至高位，并关闭第二气体排出管道，回到步骤1a、进入下一个连续压缩循环。

一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置的连续压缩过程，在连续膨胀过程开始前，先将第二气体注入管道和第三气体注入管道通过外部气体注入管道与高压气体罐相连，将第二气体排出管道和第三气体排出管道通过外部气体排出管道与低压气体罐相连；连续膨胀过程为：

步骤1b、初始状态时，上部液体腔室和中部液体腔室中预置满控温液体，且长杆活塞位于高位；

步骤2b、在第一段膨胀过程中，打开第三气体注入管道和第二气体注入管道，并从第二气体注入管道注入高压气体，注入过程中长杆活塞向下运动，随后关闭第二气体注入管道，气体膨胀做功，带动长杆活塞向下运动，完成能量转换；在第一段膨胀过程中，气体穿过上部平板上的筛孔进入到上部液体腔室内，同时上部液体腔室内的液体通过上部平板上的筛孔下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，长杆活塞停止且打开第二气体排出管道；进行第二段膨胀过程，

步骤3b、在第二段膨胀过程中，打开第三气体注入管道注入高压气体，长杆活塞向上运动，随后关闭第三气体注入管道，气体膨胀做功，带动长杆活塞向上运动，完成能量转换；在膨胀过程中，中部气体腔室和上部液体腔室内的低压气体通过第二气体排出管道排出，液体通过上部平板中的筛孔回到上部液体腔室；下部气体腔室内的气体穿过中部平板中的筛孔进入到中部液体腔室内，同时中部液体腔室内的液体通过中部平板中的筛孔下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，长杆活塞停止，回到步骤1b、进入下一个连续膨胀循环。

本发明的有益效益包括以下几个方面：

(1)本发明对传统压缩空气储能技术进行改造，在进行气体压缩或膨胀过程中，气液混合，利用液体比热容大的特点，稳定气体温度变化，提高了压缩空气中能量的利用效率。稳定气体温度变化解决了气体缩放时剧烈温度变化对设备的损坏和危害，同时也降低了对储能设备硬件要求。

(2)本发明在活塞装置中加入了带有筛孔和泡罩浮阀的平板，促进了气体和液体进行充分的热交换，有利于控温，实现等温缩放，提高能量利用效率。

(3)本发明采用气体的等温压缩膨胀，可以通过势能装换装置实现势能和其他形式的能之间的转化。

(4)本发明可以就地安装，不需要特定的地理条件，降低了建设成本和难度。

附图说明

图1是本发明一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置实施例1的剖面图；

图2是本发明实施例2的剖面图；

图3是本发明实施例3的剖面图；

图中：11-开放式活塞缸、12-活塞、13-液体腔室、14-气体腔室、15-平板、16-动力设备、1201-活塞杆、1301-第一气体排出管道、1401-第一气体注入管道、1501-筛孔、1502-起泡装置、21-密封活塞缸、22-长杆活塞、231-上部液体腔室、232-中部液体腔室、241-中部气体腔室、242-下部气体腔室、251-上部平板、252-中部平板、2201-长活塞杆、23101-第二气体排出管道、23201-第三气体排出管道、24101-第二气体注入管道和24201-第三气体注入管道。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

如图1所示的本发明实施例1中，本装置包括：开放式活塞缸11、活塞12、液体腔室13、气体腔室14、平板15、动力设备16、活塞杆1201、第一气体注入管道1401和第一气体排出管道1301；其中开放式活塞缸11的开口朝向下且竖直放置，活塞12安装于开放式活塞缸11内，活塞12在开放式活塞缸11内部的开放端上下竖直滑动；活塞12通过活塞杆1201与开放式活塞缸11外部的可逆式发电设备16相连，其中可逆式发电设备16为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备M/G；活塞12与开放式活塞缸11间完全密封；

平板15与开放式活塞缸11的活塞壁水平固接且位于开放式活塞缸11的封闭端与活塞12之间，平板15上开有筛孔1501，部分筛孔1501的顶部装有起泡装置1502，起泡装置1502令气体以气泡形式进入液体腔室时，气体和液体之间的热交换更为充分；平板15、活塞12和开放式活塞缸11所围成的空间为气体腔室14，且该气体腔室14通过顶部的第一气体注入管道1401与外部气体注入管道相连；起泡装置1502为泡罩或浮阀；

液体腔室13位于开放式活塞缸11的封闭端顶部，由平板15和开放式活塞缸11围成的空间为液体腔室13，液体腔室13通过顶部的第一气体排出管道1301与外部气体排出管道相连；液体腔室13中填充有控温液体；液体腔室13位于气体腔室14的上方，便于液体下落与气体混合；液体腔室13中的控温液体可由与液体腔室13相通的气体排出管道里1301注入，需要进行更换时可以从第一气体排出管道1301倒出；液体腔室13中可以填充填料，当气体进入填充有填料的液体腔室13时与填料中的液体充分接触混合，实现气液的热质交换；液体腔室13中填充的控温液体由与液体腔室13相通的气体排出管道里1301注入，需要进行更换时从第一气体排出管道1301倒出；

实现气体压缩或膨胀的能量转换的设备为直线电机、直线发电机、曲柄电机、曲柄发电机、液压设备或其它液压相关设备，可实现气体压缩或膨胀的能量转换；

平板15的设置为一层或多层，当设置为至少两层平板15时，至少两层的平板15使气体以气泡形式进入液体腔室的过程中，气体和液体之间的热交换更为充分；

实施例1的压缩过程开始前，先将第一气体注入管道1401通过外部气体注入管道与低压气体罐相连，第一气体排出管道1301通过外部气体排出管道与高压气体罐相连；

实施例1的压缩过程为：初始状态时液体腔室13中预置满液体且活塞12位于高位；压缩时先打开第一气体注入管道1401注入空气或低压气体，同时活塞12向下运动，待气体注入完成后，活塞12停止运动且关闭第一气体注入管道1401；随后可逆式发电设备16带动活塞12向上运动压缩气体，在活塞12向上运动的压缩过程中，气体穿过筛孔1501向上方的液体腔室13运动，同时液体通过筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，活塞停止运动，打开第一气体排出管道1301，同时活塞12继续向上运动，高压气体通过第一气体排出管道1301排出，液体通过平板15中的筛孔1501回到液体腔室13，最后当活塞12回到高位后，关闭第一气体排出管道1301，压缩过程结束装置回到初始状态。

实施例1的膨胀过程开始前，先将第一气体注入管道1401通过外部气体注入管道与高压气体罐相连，第一气体排出管道1301通过外部气体排出管道与低压气体罐相连；

实施例1的膨胀过程为：初始状态时液体腔室13中预置满液体，且活塞位于高位；膨胀时先打开第一气体注入管道1401注入高压气体，气体发生膨胀的同时活塞12向下运动完成能量转换；在膨胀过程中，气体穿过筛孔1501向上方的液体腔室13运动，同时液体通过筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，活塞停止运动；关闭第一气体注入管道，打开第一气体排出管道1301，同时活塞12向上运动，此阶段低压气体通过第一气体排出管道1301排出，且液体通过平板15中的筛孔1501回到液体腔室13；最后当活塞12回到高位时，关闭第一气体排出管道1301，膨胀过程结束装置回到初始状态。

如图2所示的本发明实施例2中，本装置包括：开放式活塞缸11、活塞12、液体腔室13、气体腔室14、平板15、动力设备16、活塞杆1201、第一气体注入管道1401和第一气体排出管道1301；其中开放式活塞缸11的开口朝向上且竖直放置，活塞12安装于开放式活塞缸11内，活塞12在开放式活塞缸11内部的开放端上下竖直滑动；活塞12通过活塞杆1201与开放式活塞缸11外部的可逆式发电设备16相连，其中可逆式发电设备16为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备M/G；活塞12与开放式活塞缸11间完全密封；实现气体压缩或膨胀的能量转换设备为直线电机、直线发电机、曲柄电机、曲柄发电机、液压设备或其它液压相关设备，可实现气体压缩或膨胀的能量转换；

活塞12为下端开放的中空活塞，平板15水平固接于活塞12的下方，且平板15与活塞12围成的空间为一个液体腔室13，该液体腔室13通过顶部的第一气体排出管道1301与外部气体排出管道相连，且该液体腔室13随活塞12一同在开放式活塞缸11内竖直滑动；液体腔室13中填充有控温液体；液体腔室13位于气体腔室14的上方，便于控温液体下落与气体混合；液体腔室13中可以填充填料，当气体进入填充有填料的液体腔室13时与填料中的液体充分接触混合，实现气液的热质交换；液体腔室13中填充的控温液体由与液体腔室13相通的气体排出管道里1301注入，需要进行更换时从第一气体排出管道1301倒出；

此时活塞12与开放式活塞缸11的封闭端围成的空间为气体腔室14，且气体腔室14通过底部的第一气体注入管道1401与外部气体注入管道相连，平板15上开有筛孔1501，部分筛孔1501的顶部装有起泡装置1502，起泡装置1502令气体以气泡形式进入液体腔室时，气体和液体之间的热交换更为充分；起泡装置1502为泡罩或浮阀；

实施例2的压缩过程开始前，先将第一气体注入管道1401通过外部气体注入管道与低压气体罐相连，第一气体排出管道1301通过外部气体排出管道与高压气体罐相连；

实施例2的压缩过程为：初始状态时液体腔室13中预置满液体，且活塞位于低位；在压缩过程中先打开第一气体注入管道1401注入空气或低压气体，同时活塞12向上运动，待气体注入完成后，活塞12停止且关闭第一气体注入管道1401；随后动力设备16带动活塞12向下运动压缩气体，在压缩过程中，气体穿过筛孔1501向上方的液体腔室13运动，同时液体腔室13内的液体通过筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，活塞停止运动，打开第一气体排出管道1301，活塞12继续向下运动，此时液体腔室13内的高压气体通过第一气体排出管道1301排出，同时液体通过平板15中的筛孔1501回到液体腔室13；最后活塞12回至低位，并关闭第一气体排出管道1301，压缩过程结束装置回到初始状态。

实施例2的膨胀过程开始前，先将第一气体注入管道1401通过外部气体注入管道与高压气体罐相连，第一气体排出管道1301通过外部气体排出管道与低压气体罐相连；

实施例2的膨胀过程为：初始状态液体腔室13中预置满液体，且活塞位于高位；膨胀时先打开第一气体注入管道1401注入高压气体，气体发生膨胀的同时活塞12向上运动完成能量转换；在膨胀过程中，气体穿过筛孔1501向上方的液体腔室13运动，同时液体腔室13内的液体通过筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，活塞停止运动；关闭第一气体注入管道，打开第一气体排出管道1301，同时活塞12向下运动，此阶段低压气体通过第一气体排出管道1301排出，且液体通过平板15中的筛孔1501回到液体腔室13；最后当活塞12回到高位时，关闭第一气体排出管道1301，膨胀过程结束装置回到初始状态。

如图3所示的本发明实施例3中，本装置包括：密闭密封活塞缸21、长杆活塞22、上部液体腔室231、中部液体腔室232、中部气体腔室241、下部气体腔室242、上部平板251、中部平板252、长活塞杆2201、第二气体排出管道23101、第三气体排出管道23201、第二气体注入管道24101和第三气体注入管道24201；其中密封活塞缸21内安装有下端开放的中空长杆活塞22，长杆活塞22于密封活塞缸21内自由上下滑动；长活塞杆2201固接于长杆活塞22的顶部且与密封活塞缸21外部的动力设备16相连，其中动力设备16为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备；

中部平板252水平固接于中空长杆活塞22的底部，长杆活塞22与中部平板252围成的空间为中部液体腔室232；中部液体腔室232通过安装于其顶部的第三气体排出管道23201与外部气体排出管道相连；

上部平板251与密闭密封活塞缸21的活塞壁水平固接且位于密闭密封活塞缸21的顶部与活塞12之间；上部平板251与密封活塞缸21的顶部围成的空间为上部液体腔室231，上部液体腔室231通过安装于其顶部的第二气体排出管道23101与外部气体排出管道相连；上部液体腔室231和中部液体腔室232中都填充有控温液体；

位于长杆活塞22上部且由长杆活塞22、密封活塞缸21和上部平板251围成的空间为中部气体腔室241，中部气体腔室241通过第二气体注入管道24101与外部气体注入管道相连；

位于长杆活塞22下部且由长杆活塞22和密封活塞缸21围成的空间为下部气体腔室242，下部气体腔室242通过的第三气体注入管道24201与外部气体注入管道相连；

上部平板251和中部平板252上都开有筛孔1501，且部分筛孔1501的顶部装有起泡装置1502，起泡装置1502令气体以气泡形式进入液体腔室时，气体和液体之间的热交换更为充分；起泡装置1502为泡罩或浮阀；

实现气体压缩或膨胀的能量转换的设备为直线电机、直线发电机、曲柄电机、曲柄发电机、液压设备或其它液压相关设备，可实现气体压缩或膨胀的能量转换；

上部平板251和中部平板252的设置为一层或多层，当设置为至少两层的上部平板251或中部平板252时，至少两层的上部平板251或中部平板252使气体以气泡形式进入液体腔室的过程中，气体和液体之间的热交换更为充分；上部液体腔室231和中部液体腔室232中填充有填料，当所述气体进入各液体腔室时与填料中的液体充分接触混合，实现气液的热质交换。

实施例3的连续压缩过程开始前，先将第二气体注入管道24101和第三气体注入管道24201通过外部气体注入管道与低压气体罐相连，将第二气体排出管道23101和第三气体排出管道23201通过外部气体排出管道与高压气体罐相连；

实施例3的连续压缩过程为：初始状态时上部液体腔室231和中部液体腔室232中预置满控温液体，且活塞位于高位；在第一段压缩过程中先打开第二气体注入管道24101注入空气或低压气体，同时长杆活塞22由可逆式发电设备16带动向下运动，压缩下部气体腔室242的低压气体，在第一段压缩过程中，气体穿过中部平板252中的筛孔1501进入到中部液体腔室232内，同时中部液体腔室232内的液体通过中部平板252中的筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，长杆活塞22停止且打开第三气体排出管道23201，长杆活塞22继续向下运动，高压气体通过第三气体排出管道23201排出，同时液体通过中部平板252中的筛孔1501回到中部液体腔室232。随后进行第二段压缩过程，打开第三气体注入管道24201，关闭第二气体注入管道24101，动力设备16带动长杆活塞22向上运动压缩气体，在压缩过程中，气体穿过筛孔1501进入到上部液体腔室231内，同时上部液体腔室231内的液体通过筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温压缩；待气体压缩至与高压气体罐相同压强后，活塞停止运动，打开第二气体排出管道23101，长杆活塞22继续向上运动，此时上部液体腔室231内的高压气体通过第二气体排出管道23101排出，同时液体通过上部平板251上中的筛孔1501回到上部液体腔室231；最后长杆活塞22回至高位，并关闭第二气体排出管道23101，压缩过程结束装置回到初始状态，进入下一个连续压缩循环。

实施例3的膨胀过程开始前，先将第二气体注入管道24101和第三气体注入管道24201通过外部气体注入管道与高压气体罐相连，将第二气体排出管道23101和第三气体排出管道23201通过外部气体排出管道与低压气体罐相连；

实施例3的连续膨胀过程为：初始状态时上部液体腔室231和中部液体腔室232中预置满控温液体，且活塞位于高位；在第一段膨胀过程中，打开第三气体注入管道24201和第二气体注入管道24101，并从第二气体注入管道24101注入高压气体，注入过程中长杆活塞22向下运动，在注入一定量的高压气体后，关闭第二气体注入管道24101，气体膨胀做功，带动长杆活塞22向下运动，完成能量转换；在第一段膨胀过程中，气体穿过上部平板251中的筛孔1501进入到上部液体腔室231内，同时上部液体腔室231内的液体通过上部平板251中的筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，长杆活塞22停止且打开第二气体排出管道23101；进行第二段膨胀过程，打开第三气体注入管道24201注入高压气体，长杆活塞22向上运动，在注入一定量的高压气体后，关闭第三气体注入管道24201，气体膨胀做功，带动长杆活塞22向上运动，完成能量转换；在膨胀过程中，中部气体腔室241和上部液体腔室231内的低压气体通过第二气体排出管道23101排出，液体通过上部平板251上中的筛孔1501回到上部液体腔室231；下部气体腔室242内的气体穿过中部平板252中的筛孔1501进入到中部液体腔室232内，同时中部液体腔室232内的液体通过中部平板252中的筛孔1501下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，长杆活塞22停止，膨胀过程结束装置回到初始状态，进入下一个连续膨胀循环。

一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。