本发明公开了一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置及运行方法，第一液体活塞缸、第二液体活塞缸、第一液体池、第二液体池、第一储气罐、第二储气罐、气用活塞缸、液压控制设备、活塞、活塞杆、液体阀门、气体阀门和管路。本发明具有升温升压和降温降压双重功能，使用单一装置即可满足某些场合对压缩空气进行变温变压的要求，真正实现了压缩空气的变温变压功能；利用热质交换调节压力时高、低压储气罐的隔离，增压或减压过程高、低压储气罐内气体不会直接连通，保证了高、低压储气罐在调节压力时气压稳定不变；实现了活塞腔内气液的等密度迁移，等密度迁移过程压缩空气体积保持不变，不对外做功，活塞运动时只需要克服摩擦力做功即可，降低能耗。
1.一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于包括：第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)、第一液体池(3)、第二液体池(4)、第一储气罐(1)、第二储气罐(2)、气用活塞缸(7)、液压控制设备(5)；所述第一液体活塞缸(6)连接第一储气罐(1)和第一液体池(3),第一储气罐(1)中的气体温度和第一液体池(3)中的液体温度相等，均为第一温度，且第一储气罐(1)中的气体具有第一压强；所述第二液体活塞缸(8)连接第二储气罐(2)和第二液体池(4),第二储气罐(2)中的气体温度和第二液体池(4)中的液体温度相等，均为第二温度，且第二储气罐(2)中的气体具有第二压强；所述第一温度和第二温度不相等，存在温度差；所述气用活塞缸(7)连接第一储气罐(1)和第二储气罐(2)；设置在各活塞缸内的活塞与活塞杆相连接；所述液压控制设备(5)控制活塞杆往复运动；运行时，第一储气罐(1)中具有第一温度和第一压强的气体等密度变温变压迁移到具有第二种温度和第二压强的第二储气罐(2)中；压缩空气等密度变温变压迁移过程中对所有活塞的合力为零，所述液压控制设备(5)只需克服摩擦力做功为零功率。
2.根据权利要求1中所述的零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于：所述第一储气罐(1)中的气体可以迁出或迁入，所述第一储气罐(1)可作为送气罐或受气罐；所述第二储气罐(2)中的气体可以迁入或迁出，所述第二储气罐(2)可作为受气罐或送气罐；所述活塞与活塞杆之间设置隔热材料隔热防止热量在第一温度和第二温度之间传导，所述第一储气罐(1)和第二储气罐(2)设置隔热材料与外界隔热；各活塞缸内活塞可以与同一个活塞杆同轴相连，所述液压控制设备(5)直接控制活塞杆往复运动；或者所述液压控制设备(5)通过组合分别与多个活塞杆同轴或单独相连，控制这些活塞杆同时往复运动。
3.根据权利要求1-2之一所述的零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于：通过所述液压控制设备(5)控制活塞杆往复运动改变第一液体活塞腔、第二液体活塞腔、和气用活塞腔的体积，实现压缩空气等密度变温变压迁移过程中，压缩空气对所有活塞的合力为零，所述液压控制设备(5)只需克服摩擦力做功，且第一储气罐(1)中的气体温度在第一液体池(3)中的液体控制下温度恒定，第二储气罐(2)中的气体温度在第二液体池(4)中的液体控制下温度恒定。
4.根据权利要求1中所述的零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于：所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置具有四种工作情况：1)当所述第一储气罐(1)为送气罐、所述第二储气罐(2)为受气罐、所述第一储气罐(1)中气体和第一液体池(3)的液体为低温、所述第二储气罐(2)中气体和第二液体池(4)的液体为高温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为升温升压装置；2)当所述第一储气罐(1)为送气罐、所述第二储气罐(2)为受气罐、所述第一储气罐(1)中气体和第一液体池(3)的液体为高温、所述第二储气罐(2)中气体和第二液体池(4)的液体为低温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为降温降压装置；3)当所述第一储气罐(1)为受气罐、所述第二储气罐(2)为送气罐、所述第一储气罐(1)中气体和第一液体池(3)的液体为低温、所述第二储气罐(2)中气体和第二液体池(4)的液体为高温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为降温降压装置；4)当所述第一储气罐(1)为受气罐、所述第二储气罐(2)为送气罐、所述第一储气罐(1)中气体和第一液体池(3)的液体为高温、所述第二储气罐(2)中气体和第二液体池(4)的液体为低温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为升温升压装置。
5.根据权利要求3中所述的零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于：所述第一液体活塞缸(6)和第二液体活塞缸(8)可采用单作用活塞缸来替代，分时运行；所述气用活塞缸(7)可以采用两个单作用活塞缸并通过增加相应连接管路来实现。
6.根据权利要求1中所述的零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于：在所述第二储气罐(2)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中或者在所述第一储气罐(1)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中增加发电机作为做功设备运行，并将所述发电机所发的电能对外输送；所述发电机通过增设气体阀门并联在所述第二储气罐(2)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中或者并联在所述第一储气罐(1)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中。
7.一种应用上述权利要求1-6之一的零功率压缩空气等密度变温迁移装置的运行方法：当第一储气罐(1)为送气罐、第二储气罐(2)为受气罐时，其运行过程为：在运行前，将所述第二储气罐(2)通过管路、液体阀门和第二液体活塞缸(8)注满第二液体池(4)中的液体；
在运行中，通过液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动，所述第一液体池(3)中一定体积的液体通过管路、液体阀门和第一液体活塞缸(6)迁移至所述第一储气罐(1)中，第一储气罐(1)中相同体积的压缩空气通过管路和气体阀门等密度迁移至气用活塞缸(7)的一个气用活塞腔内，所述气用活塞缸(7)的另一个气用活塞腔内的压缩空气通过管路和气体阀门与所述第二储气罐(2)中的液体直接接触，并且等密度迁移至所述第二储气罐(2)中；所述第二储气罐(2)中相同体积的液体通过所述第二液体活塞缸(8)、管路和液体阀门排出到所述第二液体池(4)中；在实现压缩空气等密度变温变压迁移过程中，压缩空气由所述第一储气罐(1)等密度迁移至所述第二储气罐(2)的过程，所述第一液体活塞缸(6)的第一液体活塞腔(6-1、6-2)、所述第二液体活塞缸(8)的第二液体活塞腔(8-1、8-2)和所述气用活塞缸(7)的气用活塞腔(7-1、7-2)之间的总压强为零，压缩空气不对外做功，液压控制设备(5)只需克服摩擦力做功即可。
8.根据权利要求7中所述的应用零功率压缩空气等密度变温迁移装置的运行方法，其特征在于：所述第二储气罐(2)在送入气体前为满液状态时，有一种等温控制方式：即液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动时，先通过气体阀门控制使所述气用活塞缸(7)中气体压缩或膨胀至与所述第二储气罐(2)中液体等温，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；
所述第二储气罐(2)在送入气体前为气液共存状态时，有两种控制方式：一种是等压迁移，即液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动时，先通过气体阀门控制将所述气用活塞缸(7)的气体压缩或膨胀至与所述第二储气罐(2)中气体等压，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；另一种是非等压迁移，即先通过所述气体阀门控制利用管路将所述气用活塞缸(7)与所述第二储气罐(2)直接连通，等待压强相等后再通过管路和所述气体阀门控制进行气体迁移；
为减小所述第二储气罐(2)在送入气体前为气液共存状态下非等压气体迁移时所述气用活塞缸(7)与所述第二储气罐(2)之间通过管路直接连通状态下气体流动产生的能量损耗，在所述第二储气罐(2)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中增加发电机(23)作为做功设备运行，并将所述发电机(23)所发的电能对外输送；所述发电机(23)通过增设气体阀门并联在所述第二储气罐(2)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中。
9.一种应用上述权利要求1-6之一的零功率压缩空气等密度变温迁移装置的运行方法：当第二储气罐(2)为送气罐、第一储气罐(1)为受气罐时，其运行过程为：在运行前，将所述第一储气罐(1)通过管路、液体阀门和第一液体活塞缸(6)注满第一液体池(3)中的液体，将第二液体池(4)中一定体积的液体通过管路、液体阀门和第二液体活塞缸(8)迁移至所述第二储气罐(2)中；在运行中，通过液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动，所述第二储气罐(2)中相同体积的压缩空气通过管路和气体阀门(14)等密度迁移至气用活塞缸(7)的一个气用活塞腔内，所述气用活塞缸(7)的另一个气用活塞腔内的压缩空气通过管路和气体阀门与所述第一储气罐(1)中的液体直接接触，并且等密度迁移至所述第一储气罐(1)中；所述第一储气罐(1)中相同体积的液体通过所述第一液体活塞缸(6)、管路和液体阀门排出到所述第一液体池(3)中；在实现压缩空气等密度变温变压迁移过程中，压缩空气由所述第二储气罐(2)等密度迁移至所述第一储气罐(1)的过程中，所述第一液体活塞缸(6)的第一液体活塞腔(6-1、6-2)、所述第二液体活塞缸(8)的第二液体活塞腔(8-1、8-2)和所述气用活塞缸(7)的气用活塞腔(7-1、7-2)之间的总压强为零，压缩空气不对外做功，液压控制设备(5)只需克服摩擦力做功即可。
10.根据权利要求9中所述的应用零功率压缩空气等密度变温迁移装置的运行方法，其特征在于：所述第一储气罐(1)在送入气体前为满液状态时，有一种等温控制方式：即液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动时，先通过所述气体阀门控制使所述气用活塞缸(7)中气体压缩或膨胀至与所述第一储气罐(1)中液体等温，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；
所述第一储气罐(1)在送入气体前为气液共存状态时，有两种控制方式：一种是等压迁移，即液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动时，先通过所述气体阀门控制先将所述气用活塞缸(7)的气体压缩或膨胀至与所述第一储气罐(1)中气体等压，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；另一种是非等压迁移，即液压控制设备(5)控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸(6)、第二液体活塞缸(8)和气用活塞缸(7)中的各个活塞同向运动时，先通过所述气体阀门控制利用管路将所述气用活塞缸(7)与所述第一储气罐(1)直接连通，等待压强相等后再通过管路和所述气体阀门控制进行气体迁移；
为减小所述第一储气罐(1)在送入气体前为气液共存状态下非等压气体迁移时所述气用活塞缸(7)与所述第一储气罐(1)之间通过管路直接连通状态下气体流动产生的能量损耗，在所述第一储气罐(1)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中增加发电机作为做功设备运行，并将所述发电机所发的电能对外输送；所述发电机通过增设气体阀门并联在所述第一储气罐(1)和所述气用活塞缸(7)之间的管路中。
一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置及运行方法
技术领域
[0001] 本发明属于压缩空气储能技术领域，尤其涉及一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置及运行方法。
背景技术
[0002] 随着社会科学的不断进步以及工业用压缩空气的工艺需求的不断发展，某些场合经常提出对压缩空气进行变温变压的要求。例如，在压缩空气储能技术领域，压缩空气存储时，低温低压的气体容易存储；压缩空气发电时，利用高温高压气体发电可以提高发电效率。
[0003] 现有技术中对压缩空气调压装置只具有单一的增压或减压功能，不能同时实现两种功能。而且，传统的气体减压装置，高、低压储气罐经减压阀直接相连。高压气体经减压阀变为低压气体会损失能量，当需要将大量的高压气体变为低压气体时会损失大量的能量，造成能源浪费。
[0004] 现有技术中在利用气液接触方法升高或降低气体的压强时，如果被加热升压为高压的气体不能及时与低压气体分离进入高压储气罐，高压气体与低压气体混合会造成压强不稳定而无法达到直接利用的要求。因此，通常需要将低压储气罐的气体全部加热为高压气体才能使用，对于某些只需部分高压气体的场合将造成能源浪费。而且，低压储气罐通常又与压缩空气储能设备相连，将低压储气罐中气体加热为高压气体将消耗大量能源，从而造成能源大量浪费。
[0005] 因此，现有技术中亟需一种压缩空气迁移装置和方法，以克服现有技术中对压缩空气调压装置只具有单一的增压或减压功能且容易造成能源浪费的问题。
发明内容
[0006] 本发明针对现有技术中压缩空气调压装置功能单一和传统调压系统高、低压储气罐直接相连造成浪费能源的问题，提出了一种可以同时实现变温变压的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置及运行方法。本发明中的等密度是指：在单位体积内，气体摩尔数相同。在恒温时，等密度表现为等压；在变温时，则表现为气体压强与气体温度的比值为常数。本发明中的零功率是指：气体等密度迁移过程中，被迁移气体因体积保持不变而不会对外做功。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置及运行方法的技术方案。
[0008] 一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置，其特征在于包括：第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8、第一液体池3、第二液体池4、第一储气罐1、第二储气罐2、气用活塞缸7、液压控制设备5；所述第一液体活塞缸6连接第一储气罐1和第一液体池3,第一储气罐1中的气体温度和第一液体池3中的液体温度相等，均为第一温度，且第一储气罐1中的气体具有第一压强；所述第二液体活塞缸8连接第二储气罐2和第二液体池4,第二储气罐2中的气体温度和第二液体池4中的液体温度相等，均为第二温度，且第二储气罐2中的气体具有第二压强；所述第一温度和第二温度不相等，存在温度差；所述气用活塞缸7连接第一储气罐1和第二储气罐2；设置在各活塞缸内的活塞与活塞杆相连接；所述液压控制设备5控制活塞杆往复运动；运行时，第一储气罐1中具有第一温度和第一压强的气体等密度变温变压迁移到具有第二种温度和第二压强的第二储气罐2中；压缩空气等密度变温变压迁移过程中对所有活塞的合力为零，所述液压控制设备5只需克服摩擦力做功即为零功率。
[0009] 优选地，所述第一储气罐1中的气体可以迁出或迁入，所述第一储气罐1可作为送气罐或受气罐；所述第二储气罐2中的气体可以迁入或迁出，所述第二储气罐2可作为受气罐或送气罐；所述活塞与活塞杆之间设置隔热材料隔热防止热量在第一温度和第二温度之间传导，所述第一储气罐1和第二储气罐2设置隔热材料与外界隔热；各活塞缸内活塞可以与同一个活塞杆同轴相连，所述液压控制设备5直接控制活塞杆往复运动；或者所述液压控制设备5通过组合分别与多个活塞杆同轴或单独相连，控制这些活塞杆同时往复运动。
[0010] 优选地，通过所述液压控制设备5控制活塞杆往复运动改变第一液体活塞腔、第二液体活塞腔、和气用活塞腔的体积，实现压缩空气等密度变温变压迁移过程中，压缩空气对所有活塞的合力为零，所述液压控制设备5只需克服摩擦力做功，且第一储气罐1中的气体温度在第一液体池3中的液体控制下温度恒定，第二储气罐2中的气体温度在第二液体池4中的液体控制下温度恒定。
[0011] 优选地，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置具有四种工作情况：1当所述第一储气罐1为送气罐、所述第二储气罐2为受气罐、所述第一储气罐1中气体和第一液体池3的液体为低温、所述第二储气罐2中气体和第二液体池4的液体为高温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为升温升压装置；2当所述第一储气罐1为送气罐、所述第二储气罐2为受气罐、所述第一储气罐1中气体和第一液体池3的液体为高温、所述第二储气罐2中气体和第二液体池4的液体为低温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为降温降压装置；3当所述第一储气罐1为受气罐、所述第二储气罐2为送气罐、所述第一储气罐1中气体和第一液体池3的液体为低温、所述第二储气罐2中气体和第二液体池4的液体为高温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为降温降压装置；4当所述第一储气罐1为受气罐、所述第二储气罐2为送气罐、所述第一储气罐1中气体和第一液体池3的液体为高温、所述第二储气罐2中气体和第二液体池4的液体为低温时，所述零功率压缩空气等密度变温迁移装置为升温升压装置。
[0012] 优选地，所述第一液体活塞缸6和第二液体活塞缸8可采用单作用活塞缸来替代，分时运行；所述气用活塞缸7可以采用两个单作用活塞缸并通过增加相应连接管路来实现。
[0013] 优选地，在所述第二储气罐2和所述气用活塞缸7之间的管路中或者在所述第一储气罐1和所述气用活塞缸7之间的管路中增加发电机作为做功设备运行，并将所述发电机所发的电能对外输送；所述发电机通过增设气体阀门并联在所述第二储气罐2和所述气用活塞缸7之间的管路中或者并联在所述第一储气罐1和所述气用活塞缸7之间的管路中。
[0014] 一种应用上述零功率压缩空气等密度变温迁移装置的运行方法：当第一储气罐1为送气罐、第二储气罐2为受气罐时，其运行过程为：在运行前，将所述第二储气罐2通过管路、液体阀门和第二液体活塞缸8注满第二液体池4中的液体；在运行中，通过液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动，所述第一液体池3中一定体积的液体通过管路、液体阀门和第一液体活塞缸6迁移至所述第一储气罐1中，第一储气罐1中相同体积的压缩空气通过管路和气体阀门等密度迁移至气用活塞缸7的一个气用活塞腔内，所述气用活塞缸7的另一个气用活塞腔内的压缩空气通过管路和气体阀门与所述第二储气罐2中的液体直接接触，并且等密度迁移至所述第二储气罐2中；所述第二储气罐2中相同体积的液体通过所述第二液体活塞缸8、管路和液体阀门排出到所述第二液体池4中；在实现压缩空气等密度变温变压迁移过程中，压缩空气由所述第一储气罐1等密度迁移至所述第二储气罐2的过程，所述第一液体活塞缸
6的第一液体活塞腔6-1、6-2、所述第二液体活塞缸8的第二液体活塞腔8-1、8-2和所述气用活塞缸7的气用活塞腔7-1、7-2之间的总压强为零，压缩空气不对外做功，液压控制设备5只需克服摩擦力做功即可。
[0015] 优选地，所述第二储气罐2在送入气体前为满液状态时，有一种等温控制方式：即液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动时，先通过气体阀门控制使所述气用活塞缸7中气体压缩或膨胀至与所述第二储气罐2中液体等温，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；
[0016] 所述第二储气罐2在送入气体前为气液共存状态时，有两种控制方式：一种是等压迁移，即液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动时，先通过气体阀门控制将所述气用活塞缸7的气体压缩或膨胀至与所述第二储气罐2中气体等压，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；另一种是非等压迁移，即先通过所述气体阀门控制利用管路将所述气用活塞缸7与所述第二储气罐2直接连通，等待压强相等后再通过管路和所述气体阀门控制进行气体迁移；
[0017] 为减小所述第二储气罐2在送入气体前为气液共存状态下非等压气体迁移时所述气用活塞缸7与所述第二储气罐2之间通过管路直接连通状态下气体流动产生的能量损耗，在所述第二储气罐2和所述气用活塞缸7之间的管路中增加发电机23作为做功设备运行，并将所述发电机23所发的电能对外输送；所述发电机23通过增设气体阀门并联在所述第二储气罐2和所述气用活塞缸7之间的管路中。
[0018] 一种应用零功率压缩空气等密度变温迁移装置的运行方法：当第二储气罐2为送气罐、第一储气罐1为受气罐时，其运行过程为：在运行前，将所述第一储气罐1通过管路、液体阀门和第一液体活塞缸6注满第一液体池3中的液体，将第二液体池4中一定体积的液体通过管路、液体阀门和第二液体活塞缸8迁移至所述第二储气罐2中；在运行中，通过液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动，所述第二储气罐2中相同体积的压缩空气通过管路和气体阀门14等密度迁移至气用活塞缸7的一个气用活塞腔内，所述气用活塞缸7的另一个气用活塞腔内的压缩空气通过管路和气体阀门与所述第一储气罐1中的液体直接接触，并且等密度迁移至所述第一储气罐1中；所述第一储气罐1中相同体积的液体通过所述第一液体活塞缸6、管路和液体阀门排出到所述第一液体池3中；在实现压缩空气等密度变温变压迁移过程中，压缩空气由所述第二储气罐2等密度迁移至所述第一储气罐1的过程中，所述第一液体活塞缸6的第一液体活塞腔6-1、6-2、所述第二液体活塞缸8的第二液体活塞腔8-1、8-2和所述气用活塞缸7的气用活塞腔7-1、7-2之间的总压强为零，压缩空气不对外做功，液压控制设备5只需克服摩擦力做功即可。
[0019] 优选地，所述第一储气罐1在送入气体前为满液状态时，有一种等温控制方式：即液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动时，先通过所述气体阀门控制使所述气用活塞缸7中气体压缩或膨胀至与所述第一储气罐1中液体等温，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；
[0020] 所述第一储气罐1在送入气体前为气液共存状态时，有两种控制方式：一种是等压迁移，即液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动时，先通过所述气体阀门控制先将所述气用活塞缸7的气体压缩或膨胀至与所述第一储气罐1中气体等压，然后通过管路和所述气体阀门控制进行气体等密度迁移；另一种是非等压迁移，即液压控制设备5控制所述活塞杆带动设置在所述第一液体活塞缸6、第二液体活塞缸8和气用活塞缸7中的各个活塞同向运动时，先通过所述气体阀门控制利用管路将所述气用活塞缸7与所述第一储气罐1直接连通，等待压强相等后再通过管路和所述气体阀门控制进行气体迁移；
[0021] 为减小所述第一储气罐1在送入气体前为气液共存状态下非等压气体迁移时所述气用活塞缸7与所述第一储气罐1之间通过管路直接连通状态下气体流动产生的能量损耗，在所述第一储气罐1和所述气用活塞缸7之间的管路中增加发电机作为做功设备运行，并将所述发电机所发的电能对外输送；所述发电机通过增设气体阀门并联在所述第一储气罐1和所述气用活塞缸7之间的管路中。
[0022] 本发明与现有技术相比具有的优点或积极效益包括以下几个方面：
[0023] 1.具有升温升压和降温降压双重功能，使用单一装置即可满足某些场合对压缩空气进行变温变压的要求，真正实现了压缩空气的变温变压功能。
[0024] 2.实现了利用热质交换调节压力时高、低压储气罐的隔离，增压或减压过程高、低压储气罐内气体不会直接连通，保证了高、低压储气罐在调节压力时气压稳定不变。
[0025] 3.实现了活塞腔内气液的等密度迁移，气体等密度迁移过程中体积保持不变，被迁移不会对外做功，活塞运动时只需要克服摩擦力做功即可，降低能耗。
附图说明
[0026] 图1为本发明的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置结构示意图；
[0027] 图2为本发明的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置增加发电机设备的结构示意图；
[0028] 图3为本发明的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置单作用活塞缸与双作用活塞缸联合运行的结构示意图；
[0029] 图4为本发明的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置单作用活塞缸运行的结构示意图。
[0030] 图中标号：
[0031] 1–第一储气罐，2–第二储气罐，3–第一液体池，4–第二液体池，5–液压控制设备，6–第一液体活塞缸，7–气用活塞缸，8–第二液体活塞缸，9～12-液体阀门，13～16-气体阀门，17～22-液体阀门，23-发电机等做功设备，FG1～FG3–气体阀门，6-1～6-2-第一液体活塞腔，7-1～7-2-气用活塞腔，8-1～8-2-第二液体活塞腔。
具体实施方式
[0032] 为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0033] 本发明中的等密度是指：在单位体积内，气体摩尔数相同。在恒温时，等密度表现为等压；在变温时，则表现为气体压强与气体温度的比值为常数。
[0034] 本发明中的零功率是指：气体等密度迁移过程中，被迁移气体因体积保持不变而不会对外做功。
[0035] 图1是一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置运行原理示意图。第一液体活塞缸6连接第一储气罐1和第一液体池3，第二液体活塞缸8连接第二储气罐2和第二液体池4，气用活塞缸7连接第一储气罐1和第二储气罐2；第一液体活塞缸6、气用活塞缸7、第二液体活塞缸8内活塞杆同轴相连；液压控制设备5控制活塞杆往复运动，实现气体的等密度迁移。
[0036] 该装置第一储气罐1和第二储气罐2中气体迁移方向可任意，互为送气罐和受气罐；第一储气罐1中的气体温度和第一液体池3中的液体温度相等，均为第一温度，且第一储气罐1中的气体具有第一压强，第二储气罐2中的气体温度和第二液体池4中的液体温度相等，均为第二温度，且第二储气罐2中的气体具有第二压强，第一液体池中液体的第一温度3和第二液体池4中液体的第二温度不相等，存在温度差，分为四种情况：当第一储气罐1和第二储气罐2分别为送气罐和受气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为低温液体和高温液体时，该装置为升温升压装置；当第一储气罐1和第二储气罐2分别为送气罐和受气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为高温液体和低温液体时，该装置为降温降压装置；当第一储气罐1和第二储气罐2分别为受气罐和送气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为低温液体和高温液体时，该装置为降温降压装置；当第一储气罐1和第二储气罐2分别为受气罐和送气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为高温液体和低温液体时，该装置为升温升压装置。
[0037] 以图1为例，并以第一储气罐1和第二储气罐2分别为送气罐和受气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为低温液体和高温液体这一情况为例，运行前储气罐2注满高温液体状态时，过程如下：
[0038] 开始时，设活塞位于活塞腔的最左端。第一液体活塞腔6充满温度为T_1低温液体；第二储气罐2、第二液体活塞腔8均充满温度为T_2高温液体；第一储气罐1和气用活塞腔7-2中充满温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体；阀门9～22处于关闭状态。
[0039] 液压控制设备5带动活塞向右运动前，先打开阀门10～11、13和16、17和20、21～22，第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-2和气用活塞腔7-1，第一液体活塞腔6-2的液体和储气罐1的气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-1的温度和压强也为T_1和P_1。第二储气罐2连通气用活塞腔7-2和第二液体活塞腔8-1，气用活塞腔7-2中的气体与第二储气罐2中液体接触温度上升为T_2，压强上升为P_2，第一液体活塞腔8-1中液体压强为P_2。液压控制设备5带动活塞向右运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-1，第一液体活塞腔6-2中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-1，气用活塞腔7-2中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-1，第二液体活塞腔8-2中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最右端时，关闭阀门
10～11、13和16、17和20。这一过程中，第一液体活塞腔6-1的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-2和中间活塞腔7-1的压强始终为P_1，中间活塞腔7-2、第二液体活塞腔8-1的压强始终为P_2，高压活塞腔8-2的压强始终为大气压。活塞在活塞腔中整体受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0040] 将第二储气罐2注满液体，第二储气罐2中高压气体经等压循环排出存储或者利用。液压控制设备5带动活塞向左运动前，先打开阀门9、12、14～15和18～19，第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-1和气用活塞腔7-2，第一液体活塞腔6-1的液体和储气罐1的气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-2的温度和压强也为T_1和P_1。第二储气罐2连通气用活塞腔7-1和第二液体活塞腔8-2，气用活塞腔7-1中的气体第二储气罐2中液体接触温度上升为T_2，压强上升为P_2，第一液体活塞腔8-2中液体压强为P_2。液压控制设备5带动活塞向左运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-2，第一液体活塞腔6-1中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-2，气用活塞腔7-1中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-2，第二液体活塞腔8-1中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最左端时，关闭阀门9、12、14～15和18～19。这一过程中，第一液体活塞腔6-2的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-1和中间活塞腔7-2的压强始终为P_1，中间活塞腔7-1、第二液体活塞腔8-2的压强始终为P_2，高压活塞腔8-1的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0041] 运行前第二储气罐2注满高温液体状态时，还有一种控制方式：
[0042] 开始时，设活塞位于活塞腔的最左端。第一液体活塞腔6充满温度为T_1低温液体；第二储气罐2、第二液体活塞腔8均充满温度为T_2高温液体；第一储气罐1和气用活塞腔7-2中充满温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体；阀门9～22处于关闭状态。
[0043] 液压控制设备5带动活塞向右运动前，先打开阀门10～11、13、18和20、21，第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-2和气用活塞腔7-1，第一液体活塞腔6-2和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-1的温度和压强也为T_1和P_1。液压控制设备5带动活塞向右运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-1，第一液体活塞腔6-2中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-1，气用活塞腔7-2中温度为T_1、压强为P_1的低温气体被压缩而升温升压，第二液体活塞腔8中温度为T_2、压强为大气压的高温液体作等压循环。直至气用活塞腔7-2中温度为T_
1、压强为P_1的低温气体压缩升温升压至T_2、P_2时，关闭阀门18并打开阀门16、17和22。第二储气罐2连通气用活塞腔7-2和第二液体活塞腔8-1，气用活塞腔7-2中气体与第二储气罐
2中液体接触，第二储气罐2和第二液体活塞腔8-1中液体压强变为P_2。活塞继续向右运动，气用活塞腔7-2中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_
2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-1，第二液体活塞腔8-2中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最右端时，关闭阀门10～
11、13和16、17和20、22。活塞在继续向右运动的这一过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-1的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-2和中间活塞腔7-1的压强始终为P_1，中间活塞腔7-2、第二液体活塞腔8-1的压强始终为P_2，高压活塞腔8-2的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0044] 将第二储气罐2注满液体，第二储气罐2中高压气体经等压循环排出存储或利用。液压控制设备5带动活塞向运动前，先打开阀门9、12，15、18和20，第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-1和气用活塞腔7-2，第一液体活塞腔6-1和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-2的温度和压强也为T_1和P_1。液压控制设备5带动活塞向左运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-2，第一液体活塞腔6-1中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-2，气用活塞腔7-1中温度为T_1、压强为P_1的低温气体被压缩而升温升压，第二液体活塞腔8中温度为T_2、压强为大气压的高温液体作等压循环。直至气用活塞腔7-1中温度为T_1、压强为P_1的低温气体压缩升温升压至T_2、P_2时，关闭阀门20并打开阀门14、19和22。第二储气罐2连通气用活塞腔7-1和第二液体活塞腔8-2，气用活塞腔7-1中气体与第二储气罐2中液体接触，第二储气罐2和第二液体活塞腔8-2中液体压强变为P_2。活塞继续向左运动，气用活塞腔7-
1中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-2，第二液体活塞腔8-1中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最左端时，关闭阀门9、12，14～15、18～19和21～22。活塞在继续向左运动的这一过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-2的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-1和中间活塞腔7-2的压强始终为P_1，中间活塞腔7-
1、第二液体活塞腔8-2的压强始终为P_2，高压活塞腔8-1的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0045] 运行前，第二储气罐2为气液共存状态时，运行过程如下：
[0046] 开始时，设活塞位于活塞腔的最左端。第一液体活塞腔6充满温度为T_1、压强为大气压的低温液体；第二储气罐2中温度和压强为T_2和P_2的气液共存；第二液体活塞腔8均充满温度为T_2、压强为大气压的高温液体；第二储气罐1和气用活塞腔7-2中充满温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体；阀门9～22处于关闭状态。
[0047] 运行前，有两种控制方式：一种是等压运行，即向活塞右运动时，先打开阀门10～11、13、18和20、21，第一储气罐1与第一液体活塞腔6-2和气用活塞腔7-1连通，第一液体活塞腔6-2和储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-1的温度和压强也为T_1和P_1。液压控制设备5带动活塞向右运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-1，第一液体活塞腔6-2中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-1，气用活塞腔7-2中温度为T_1、压强为P_1的低温气体压缩升温升压，第二液体活塞腔8中温度为T_2、压强为大气压的高温液体作等压循环。直至气用活塞腔7-2中温度为T_1、压强为P_1的低温气体压缩升压至P_2时，关闭阀门18并打开阀门16、17和22。第二储气罐2连通气用活塞缸7-2和第二液体活塞缸8-1，气用活塞腔7-2中气体与第二储气罐2中液体接触，第二储气罐2、第二液体活塞缸8-2中液体压强变为P_2。活塞继续向右运动，气用活塞腔7-2中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-1，第二液体活塞腔8-2中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最右端时，关闭阀门10～11、13和16、17和20，22。活塞在继续向右运动的这一过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-1的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-2和中间活塞腔7-1的压强始终为P_1，中间活塞腔7-2、第二液体活塞腔8-1的压强始终为P_2，高压活塞腔8-2的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0048] 活塞向左运动时，先打开阀门9、12，15、18和20，第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-1和气用活塞腔7-2，第一液体活塞腔6-1和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-2的温度和压强也为T_1和P_1。液压控制设备5带动活塞向左运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-2，第一液体活塞腔6-1中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-2，气用活塞腔7-1中温度为T_1、压强为P_1的低温气体被压缩而升温升压，第二液体活塞腔8中温度为T_2、压强为大气压的高温液体作等压循环。直至气用活塞腔7-1中温度为T_1、压强为P_1的低温气体压缩升压至P_2时，关闭阀门20并打开阀门14、19和22。第二储气罐2连通气用活塞腔7-1和第二液体活塞腔8-2，气用活塞腔7-1中气体与第二储气罐2中液体接触，第二储气罐2和第二液体活塞腔8-2中液体压强变为P_2。活塞继续向左运动，气用活塞腔7-1中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-2，第二液体活塞腔8-1中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最左端时，关闭阀门9、12，14～15、18～19和21～22。活塞在继续向左运动的这一过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-2的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-1和中间活塞腔7-2的压强始终为P_1，中间活塞腔7-1、第二液体活塞腔
8-2的压强始终为P_2，高压活塞腔8-1的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0049] 另一种是非等压运行，即先打开阀门10～11、13和16、17和20、21～22，第一储气罐1与第一液体活塞腔6-2和气用活塞腔7-1连通，第一液体活塞腔6-2和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-1的温度和压强也为T_1和P_1。
气用活塞腔7-2与第二储气罐2连通，气用活塞腔7-2中的气体与第二储气罐2中气体接触产生气体流动，当两侧气体压强平衡时，气用活塞腔7-2和储气罐中的气体温度和压强变为T_
2和P_2，液压控制设备5带动活塞向右运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-1，第一液体活塞腔6-2中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-1，气用活塞腔7-2中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-1，第二液体活塞腔8-2中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最右端时，关闭阀门10～11、13和16、17和20。整个过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-1的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-2和中间活塞腔7-1的压强始终为P_1，中间活塞腔7-2、第二液体活塞腔8-1的压强始终为P_2，高压活塞腔8-2的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0050] 活塞向左运动时，先打开阀门9、12、14～15和18～19，第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-1和气用活塞腔7-2，第一液体活塞腔6-1的液体和第一储气罐1的气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-2的温度和压强也为T_1和P_1。第二储气罐2连通气用活塞腔7-1和第二液体活塞腔8-2，气用活塞腔7-2中的气体与第二储气罐2中气体接触产生气体流动，当两侧气体压强平衡时，气用活塞腔7-2气体和第二储气罐2中液体温度和压强变为T_2和P_2，第一液体活塞腔8-2中液体压强为P_2。液压控制设备5带动活塞向左运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-2，第一液体活塞腔6-1中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-2，气用活塞腔7-1中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-2，第二液体活塞腔8-1中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最左端时，关闭阀门9、12、14～15和18～19。整个过程中，第一液体活塞腔6-2的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-1和中间活塞腔7-2的压强始终为P_1，中间活塞腔7-1、第二液体活塞腔8-2的压强始终为P_2，高压活塞腔8-1的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0051] 图2为增加如发电机等做功设备的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置示意图。用于图1装置气液共存运行时非等压运行方式，可减少每次直接连通气用活塞缸7与第二储气罐2时气体对流造成的能量损失。
[0052] 其具体运行方式为：
[0053] 以第一储气罐1和第二储气罐2分别为送气罐和受气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为低温液体和高温液体这一情况为例，第二储气罐2气液共存运行时，过程如下：
[0054] 开始时，设活塞位于活塞腔的最左端。第一液体活塞腔6充满温度为T_1低温液体；第二储气罐2中温度和压强为T_2和P_2的气液共存；第二液体活塞腔8均充满温度为T_2的高温液体；第一储气罐1和气用活塞腔7中充满温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体；阀门
9～22、FG1～FG3处于关闭状态。
[0055] 活塞向右运动时，先打开阀门16、FG2和FG3，第二储气罐2与气用活塞腔7-2连通，气用活塞腔7-2中的气体与第二储气罐2中气体接触产生气体流动带动发电机等做功设备发电或做功。当两侧气体压强平衡时，气用活塞腔7-2和第二储气罐2中的气体温度和压强变为T_2和P_2，关闭阀门FG2和FG3，打开阀门FG1，10～11、13、17和20，21～22。第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-2和气用活塞腔7-1，第一液体活塞腔6-2和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-1的温度和压强也为T_1和P_1。第二储气罐2连通第二液体活塞腔8-1和气用活塞腔7-2，第二液体活塞腔8-1液体压强为P_2。液压控制设备5带动活塞向右运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-1，第一液体活塞腔6-2中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-1，气用活塞腔7-2中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-1，第二液体活塞腔8-2中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最右端时，关闭阀门FG1，10～11、13和16、17和20。整个过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-1的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-2和中间活塞腔7-1的压强始终为P_1，中间活塞腔7-2、第二液体活塞腔8-1的压强始终为P_2，高压活塞腔8-2的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0056] 活塞向左运动时，先打开阀门14、FG2和FG3，第二储气罐2与气用活塞腔7-1连通，气用活塞腔7-1中的气体与第二储气罐2中气体接触产生气体流动带动发电机等做功设备发电或做功。当两侧气体压强平衡时，气用活塞腔7-1和第二储气罐2中的气体温度和压强变为T_2和P_2，关闭阀门FG2和FG3，打开阀门FG1，9、12，15、18～19。第一储气罐1连通第一液体活塞腔6-1和气用活塞腔7-2，第一液体活塞腔6-1和储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都为T_1和P_1，气用活塞腔7-2的温度和压强也为T_1和P_1。第二储气罐2连通第二液体活塞腔8-2和气用活塞腔7-1，第二液体活塞腔8-2液体压强为P_2。液压控制设备5带动活塞向左运动，第一液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入第一液体活塞腔6-2，第一液体活塞腔6-1中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-2，气用活塞腔7-1中温度为T_2、压强为P_2气体迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2，压强为P_2的液体等密度迁移至第二液体活塞腔8-2，第二液体活塞腔8-1中温度为T_2，压强为大气压的液体等密度迁移至第二液体池4中。活塞运动到最右端时，关闭阀门FG1，9、12，15、18～19，21～22。整个过程中，气体为等密度迁移，第一液体活塞腔6-2的压强始终为大气压，第一液体活塞腔6-1和中间活塞腔7-2的压强始终为P_1，中间活塞腔7-1、第二液体活塞腔8-2的压强始终为P_2，高压活塞腔8-1的压强始终为大气压。活塞在3个活塞腔中受力平衡，液压控制设备5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0057] 图3为单作用活塞缸与双作用活塞缸联合运行的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置示意图。
[0058] 以第一储气罐1和第二储气罐2分别为送气罐和受气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为低温液体和高温液体，运行前，第二储气罐2为注满液体状态这一情况为例。其具体运行方式为：
[0059] 开始时，设活塞位于活塞腔的最左端。第二储气罐2、第二液体活塞腔8均充满温度为T_2的高温液体；第一储气罐1、气用活塞腔7-2中充满温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体。阀门9～10、阀门13～16、阀门19～20处于关闭状态。
[0060] 活塞向右运动时，先打开阀门10、14和16、20，低温液体池3与活塞腔6连通，高温液体池与活塞腔8连通。液压控制设备5带动活塞向右运动。低温液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体经阀门10进入活塞腔6，气用活塞腔7-2中温度为T_1、压强为P_1的气体在气用活塞腔7中等压循环，活塞腔8中温度为T_2、压强为大气压的高温液体经阀门20进入高温液体池4。当活塞运动至最右端时关闭阀门10、14和16、20。这一过程中，活塞腔6压强始终为大气压，气用活塞腔7-1和7-2的压强始终为P_1，活塞腔8的压强始终为大气压。活塞在4个活塞腔中受力平衡，电机5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0061] 活塞向左运动时，先打开阀门9、14～15、19，第一储气罐1连通活塞腔6和气用活塞腔7-2，活塞腔6和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都变为T_1和P_1。第二储气罐2连通气用活塞腔7-1。气用活塞腔7-1中气体与储气罐2中液体接触，温度和压强上升为温度为T_2和P_2，活塞腔8中液体压强为P_2。液压控制设备5带动活塞向左运动，活塞腔6中温度为T_1、压强为P_1的低温液体经阀门9进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-2，气用活塞腔7-1中温度为T_2、压强为P_2的高温高压气体进入第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2、压强为P_2的高温液体等压迁移至活塞腔8。当活塞运动至最左端时关闭阀门9、14～15、19。整个过程中，活塞腔6压强始终为P_1，气用活塞腔7-2的压强始终为P_1，气用活塞腔7-1、活塞腔8的压强始终为P_2。活塞在4个活塞腔中受力平衡，电机5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0062] 图4为单作用活塞缸运行的一种零功率压缩空气等密度变温迁移装置示意图。
[0063] 以第一储气罐1和第二储气罐2分别为送气罐和受气罐，第一液体池3和第二液体池4的液体分别为低温液体和高温液体，运行前，第二储气罐2为注满液体状态这一情况为例。其具体运行方式为：
[0064] 开始时，设活塞位于活塞腔的最左端。第二储气罐2、活塞腔8均充满温度为T_2的高温液体；储气罐1和气用活塞缸腔7-1中充满温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体；阀门9～10、阀门13～16、阀门19～20处于关闭状态。
[0065] 活塞向右运动时，先打开阀门10、14和15、20，第一液体池3与活塞腔6连通，高温液体池与活塞腔8连通，气用活塞缸7-1和气用活塞缸7-2连通。液压控制设备5带动活塞向右运动。低温液体池3中温度为T_1、压强为大气压的低温液体进入活塞腔6，气用活塞腔7-1中温度为T_2、压强为大气压的高温液体进入气用活塞腔7-2中，活塞腔8中温度为T_2、压强为大气压的高温液体进入高温液体池4。当活塞运动至最右端时，关闭阀门10、14和15、20。整个过程中，活塞腔6的压强为大气压，气用活塞腔7-1和7-2的压强为P_1、活塞腔8的压强为大气压。活塞在4个活塞腔中受力平衡，电机5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0066] 活塞向左运动时，先打开阀门9、13和16、19，第一储气罐1连通活塞腔6和气用活塞腔7-1，活塞腔6和第一储气罐1的液体和气体直接接触，温度和压强都变为T_1和P_1。第二储气罐2连通活塞腔8和气用活塞腔7-2。气用活塞腔7-2中气体与第二储气罐2中液体直接接触，温度和压强变为T_2和P_2，第二储气罐2和活塞腔8中液体压强也变为P_2。液压控制设备5带动活塞向左运动，活塞腔6中温度为T_1、压强为P_1的低温液体进入第一储气罐1，第一储气罐1中温度为T_1、压强为P_1的低温低压气体等密度迁移至气用活塞腔7-1，气用活塞腔7-2中温度为T_2、压强为大气压的高温高压气体等密度迁移至第二储气罐2，第二储气罐2中温度为T_2、压强为P_2的高温液体等压迁移至活塞腔8。当活塞运动至最左端时，关闭阀门9、13和16、19。整个过程中，活塞腔6压强始终为P_1和气用活塞腔7-1的压强始终为P_1，气用活塞腔7-2和活塞腔8的压强始终为P_2。活塞在4个活塞腔中受力平衡，电机5仅需克服摩擦力拖动活塞运动。
[0067] 该装置活塞缸6、气用活塞缸7、活塞缸8内活塞杆可以同轴相连，也可以独立运行，以同轴为例说明的目的仅仅是为了实现气体和液体的等压迁移，从而减少损耗。
[0068] 该装置液压控制设备5的位置任意，可以在活塞杆上，也可以在其它位置，活塞可以同轴连接，也可以非同轴连接。同轴连接的目的仅仅在于使迁移过程为等压迁移，以减小迁移时的损耗。
[0069] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
