專利名稱：一種熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用熱能驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)，大多需要消耗高品位的能源來(lái)工作，消耗的能源多為不可再生資源。對(duì)于一般設(shè)備排出的尾氣廢熱等，這些發(fā)電機(jī)不能利用，造成了資源的浪費(fèi)與環(huán)境的污染。當(dāng)前，需要一種可以利用熱能，尤其是尾氣廢熱等低品位熱能作為熱源的發(fā)電機(jī)，使用外燃加熱的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供這樣一種熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其基于低品位熱能驅(qū)動(dòng)發(fā)電，并且具有振動(dòng)小、噪聲低的特點(diǎn)。因此，本發(fā)明提供一種熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其包括熱壓縮機(jī)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)構(gòu)， 其中該熱壓縮機(jī)系統(tǒng)具有裝有工質(zhì)的至少一個(gè)氣缸以及與所述氣缸流體連通的并與該發(fā)電機(jī)構(gòu)相連的輸出端，設(shè)置在該氣缸內(nèi)將氣缸腔體分隔成熱腔和冷腔的活塞，驅(qū)動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及布置在氣缸的熱腔端用于給氣缸內(nèi)的工質(zhì)輸入熱量的熱端換熱器和布置在氣缸的冷腔端用于給氣缸內(nèi)的工質(zhì)輸入冷量的冷端換熱器，并且該熱腔和該冷腔之間由一通路流體連通，在該通路中設(shè)有回?zé)崞?。在本發(fā)明中，封閉在系統(tǒng)內(nèi)的工質(zhì)例如可選自氦氣、氮?dú)?、氫氣、空氣及其混合物中的任一種。當(dāng)然，根據(jù)具體需求也可以選用其它合適的工質(zhì)。封閉在熱壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的工質(zhì)不會(huì)發(fā)生泄漏，從而在系統(tǒng)內(nèi)可以獲得很高的壓力。另外，本發(fā)明中的回?zé)崞魇堑蜏刂评浼夹g(shù)中常用到的一種裝置，其由具有高比熱容和低阻力系數(shù)的多孔介質(zhì)固體填料組成， 填料可以是細(xì)金屬絲網(wǎng)例如不銹鋼、磷青銅等，小金屬球或顆粒以及磁性材料等組成。按照本發(fā)明的另一個(gè)方案，所述通路由沿該活塞的縱向開(kāi)設(shè)的通孔形成，該回?zé)崞鞑贾迷谠撏字?，這樣配置的通路和回?zé)崞骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高的優(yōu)點(diǎn)。按照本發(fā)明的又一方案，所述通路由該氣缸的內(nèi)壁和外壁之間的空腔形成，該回?zé)崞鞑贾迷谠摽涨粌?nèi)。按照本發(fā)明的另一方案，所述通路由在該氣缸外的從該熱腔端到該冷腔端的連接管路形成，該回?zé)崞鞔?lián)在在該連接管路中。按照本發(fā)明的另一方案，所述通路由該活塞和該氣缸內(nèi)壁之間的夾隙形成，夾隙中的工質(zhì)起到回?zé)崞鞯淖饔?。在本發(fā)明中，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)使工質(zhì)在熱腔和冷腔之間流動(dòng)，當(dāng)活塞從靠近冷端換熱器的下止點(diǎn)向靠近熱端換熱器的上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，經(jīng)熱端換熱器加熱后的工質(zhì)從熱腔流向冷腔，在該過(guò)程中，高溫工質(zhì)的部分熱量?jī)?chǔ)存在回?zé)崞髦?，?dāng)活塞移動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的大部分工質(zhì)位于冷腔內(nèi)，通過(guò)冷端換熱器冷卻冷腔內(nèi)的工質(zhì)，使系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的平均溫度下降，從而導(dǎo)致工質(zhì)的平均壓力處于最低值;而當(dāng)活塞從靠近熱端換熱器的上止點(diǎn)向靠近冷端換熱器的下至點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，經(jīng)冷端換熱器冷卻后的工質(zhì)從冷腔經(jīng)所述通路流向熱腔，低溫工質(zhì)從回?zé)崞魑諢崃?，相?dāng)于對(duì)低溫工質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)活塞移動(dòng)到下至點(diǎn)時(shí)，通過(guò)熱端換熱器向熱腔內(nèi)的工質(zhì)輸入熱量，系統(tǒng)內(nèi)的大部分工質(zhì)位于熱腔內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的平均溫度升高，從而導(dǎo)致工質(zhì)的平均壓力處于最高值。 這樣一來(lái)，在活塞的周期性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)中的工質(zhì)壓力也發(fā)生周期性的變化，從而能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)發(fā)電?；?zé)崞鞯脑O(shè)置，減小了系統(tǒng)的加熱量，從而起到提高了能量利用效率。在本發(fā)明中，發(fā)電機(jī)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的發(fā)電機(jī)構(gòu)，例如線性發(fā)電機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)等。通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，熱壓縮機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生交替的壓力波動(dòng)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)發(fā)電。在本發(fā)明中，熱壓縮機(jī)的輸出端可以連接到直線發(fā)電機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)機(jī)構(gòu)。在發(fā)電機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)構(gòu)為直線發(fā)電機(jī)構(gòu)，其包括缸體，布置在缸體內(nèi)的第二活塞，設(shè)置在該缸體一端的進(jìn)氣口，以及布置在該缸體另一端外側(cè)的發(fā)電機(jī)動(dòng)子和發(fā)電機(jī)定子，其中第二活塞和該發(fā)電機(jī)動(dòng)子通過(guò)延伸通過(guò)缸體壁的連桿相連接，在這里發(fā)電機(jī)動(dòng)子上裝有永磁體，所述發(fā)電機(jī)定子包括線圈和鐵芯。在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)熱壓縮機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生高低變化的壓力波時(shí)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)的第二活塞在缸體內(nèi)移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)動(dòng)子相對(duì)發(fā)電機(jī)定子來(lái)回切割磁力線運(yùn)動(dòng)，從而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，如果將上述直連桿替換為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，則發(fā)電機(jī)構(gòu)相應(yīng)地配置成旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)。按照本發(fā)明的一個(gè)方案，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為主軸與該活塞同軸布置的直線電機(jī)，直線電機(jī)通常具有行程限制器，活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)行程控制器的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)，這時(shí)需要通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞相連接，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明中，氣缸的數(shù)目可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，可以采用單缸結(jié)構(gòu)，也可以采用多缸結(jié)構(gòu)。采用多缸結(jié)構(gòu)的情況下，例如氣缸的數(shù)目可以是2，3，4，5等；根據(jù)具體的氣缸數(shù)目，可以選擇將這些氣缸對(duì)稱布置，或者布置成V型。另外，在采用多缸結(jié)構(gòu)時(shí)，可以利用通過(guò)將每個(gè)氣缸各自的活塞串聯(lián)起來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)多缸的同時(shí)動(dòng)作，這將在下文中進(jìn)一步描述。另外，熱端換熱器可以采用外燃加熱方式，冷端換熱器可以采用風(fēng)冷或水冷方式進(jìn)行冷卻。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，對(duì)熱端換熱器采用內(nèi)燃加熱，對(duì)冷端換熱器進(jìn)行其它形式的冷卻也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)只需要很少的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)，并利用低品位熱能例如廢熱等來(lái)壓縮氣體驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)發(fā)電，對(duì)外輸出電能，具有容易制造，噪低，振動(dòng)小的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中回?zé)崞鞑贾迷诨钊?；圖2是根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中回?zé)崞鞑贾迷跉飧椎膬?nèi)壁和外壁之間；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中回?zé)崞鞑贾迷跉飧淄猓粓D4是根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中回?zé)崞饔苫钊蜌飧妆谥g夾隙中的工質(zhì)構(gòu)成；圖5是根據(jù)本發(fā)明的雙缸結(jié)構(gòu)的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中兩個(gè)氣缸對(duì)稱布置；圖6是根據(jù)本發(fā)明的四缸結(jié)構(gòu)的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中四個(gè)氣缸對(duì)稱布置；圖7是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記一覽表1-氣缸；2-活塞；3-回?zé)崞鳎?-熱端換熱器；5-冷端換熱器；6_驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；7_發(fā)電機(jī)構(gòu)；8-熱腔；9-冷腔；8a-熱腔端；9a-冷腔端；71-進(jìn)氣口 ；72-發(fā)電機(jī)構(gòu)缸體；73-第二活塞；74-連桿機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出，該發(fā)電機(jī)主要包括發(fā)電機(jī)構(gòu)7和熱壓縮機(jī)系統(tǒng)，熱壓縮機(jī)系統(tǒng)包括與其輸出端流體連通的氣缸1，位于該氣缸1內(nèi)將其分隔成熱腔8和冷腔9的活塞2，以及布置在熱腔端8a的熱端換熱器4和布置在冷腔端9a的冷端換熱器5，發(fā)電機(jī)構(gòu)7連接到熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的輸出端。并且熱壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)封裝有工質(zhì)，熱端換熱器4用于將熱源的熱量傳遞給氣缸1內(nèi)的工質(zhì)，這里主要是指熱腔8內(nèi)的工質(zhì)，冷端換熱器5用于將冷量傳遞給氣缸內(nèi)的工質(zhì)，這里主要是冷腔9內(nèi)的工質(zhì)。在該實(shí)施例中，沿活塞2的縱向開(kāi)設(shè)有通孔，該通孔形成將熱腔8和冷腔9流體連通的通路并且該通孔內(nèi)裝設(shè)有回?zé)崞?。在本發(fā)明中，氣缸內(nèi)的工質(zhì)例如可選自氦氣、氮?dú)?、氫氣、空氣及其混合物中的任一種。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，根據(jù)具體制冷需求也可以選用其它合適的工質(zhì)。另外，這里采用的回?zé)崞?是本領(lǐng)域常用的一種裝置，其由具有高比熱容和低阻力系數(shù)的多孔介質(zhì)固體填料構(gòu)成，填料可以是細(xì)金屬絲網(wǎng)例如不銹鋼、磷青銅絲網(wǎng)，小金屬球以及磁性材料組成。根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)活塞2在氣缸1內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6， 在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6為其主軸與活塞2同軸布置的直線電機(jī)，并且該直線電機(jī)還設(shè)有行程限制器(未示出)，用于控制活塞在氣缸1內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。作為替代方案，也可以使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞2相連接，從而將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。有利的是，在本發(fā)明中，熱壓縮機(jī)系統(tǒng)利用熱端換熱器4吸收外界的熱能例如低品位熱能和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相互結(jié)合驅(qū)動(dòng)，只需驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6輸入很少的能量， 就能使熱壓縮機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生交替變化的壓力波來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)7獲得電能。在這里，用來(lái)驅(qū)動(dòng)熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的熱能例如包括太陽(yáng)能、化學(xué)反應(yīng)能以及液體、氣體和固體燃料產(chǎn)生的熱能等來(lái)驅(qū)動(dòng)。只要能產(chǎn)生一定溫度的熱量，就能驅(qū)動(dòng)這種熱壓縮機(jī)系統(tǒng)工作。在根據(jù)本發(fā)明的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)中，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6，其帶動(dòng)活塞2在氣缸 1內(nèi)移動(dòng)。在活塞2從冷腔端9a向熱腔8移動(dòng)的過(guò)程中，熱腔8內(nèi)的高溫工質(zhì)經(jīng)回?zé)崞? 流向冷腔9，高溫工質(zhì)的一部分熱量?jī)?chǔ)存在回?zé)崞?中，相當(dāng)于給高溫工質(zhì)預(yù)冷，冷腔9內(nèi)的工質(zhì)在冷端換熱器5的作用下溫度降低，當(dāng)活塞2到熱腔8的最末端(該位置可認(rèn)為是活塞的上止點(diǎn))時(shí)，氣缸1內(nèi)的工質(zhì)大部分在該冷腔內(nèi)，工質(zhì)的溫度降到最低值，因而在該位置整個(gè)熱壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的壓力處于最低值。在活塞2從熱腔端8a向冷腔移動(dòng)的過(guò)程中，冷腔9內(nèi)的低溫工質(zhì)經(jīng)回?zé)崞?流向熱腔8，低溫工質(zhì)從回?zé)崞?吸收熱量，相當(dāng)于給低溫工質(zhì)預(yù)熱，這時(shí)熱腔8內(nèi)的工質(zhì)吸收來(lái)自熱端換熱器4的熱量而溫度身高，當(dāng)活塞2移動(dòng)到冷腔的最末端(該位置可認(rèn)為是活塞的下止點(diǎn))時(shí)，氣缸1內(nèi)的工質(zhì)大部分在熱腔內(nèi)，工質(zhì)的溫度升高到最高值，因而在該位置整個(gè)熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的壓力處于最高值，這時(shí)，活塞2完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。在活塞的周期性運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，熱壓縮機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生交替變化的壓力波，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)7發(fā)電來(lái)獲得電能。在本發(fā)明中，可以根據(jù)發(fā)電機(jī)構(gòu)的發(fā)電量來(lái)選擇活塞的移動(dòng)頻率，如果期望的發(fā)電量較大，則可選擇較高的活塞移動(dòng)頻率，若期望的發(fā)電量較小，則可選擇較低的活塞移動(dòng)頻率。在該實(shí)施例中，活塞的最低頻率可以為0. 1Hz，最高頻率可根據(jù)需要在機(jī)械結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明中的回?zé)崞魇潜绢I(lǐng)域常用到的一種裝置，其由具有高比熱容和低阻力系數(shù)的多孔介質(zhì)固體填料組成，填料可以是細(xì)金屬絲網(wǎng)例如不銹鋼、磷青銅等，小金屬球或顆粒以及磁性材料等組成。在本發(fā)明中，使用的發(fā)電機(jī)構(gòu)7是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的發(fā)電機(jī)構(gòu)可以是直線發(fā)電機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)。參見(jiàn)圖7，示出了本發(fā)明的采用的發(fā)電機(jī)構(gòu)7的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)構(gòu)為直線發(fā)電機(jī)構(gòu)7，其包括缸體72，布置在缸體內(nèi)的第二活塞73，設(shè)置在該缸體一端的進(jìn)氣口 71，以及布置在該缸體72另一端外側(cè)的發(fā)電機(jī)動(dòng)子76和發(fā)電機(jī)定子75，其中第二活塞73和該發(fā)電機(jī)動(dòng)子76通過(guò)延伸通過(guò)缸體壁的直連桿74相連接。為了減小第二活塞和發(fā)電機(jī)構(gòu)缸體周壁的摩擦，第二活塞優(yōu)選與發(fā)電機(jī)動(dòng)子76同軸布置。在該實(shí)施例中，該發(fā)電機(jī)動(dòng)子76上裝有永磁體，發(fā)電機(jī)定子75包括鐵芯和纏繞在發(fā)電機(jī)動(dòng)子76外側(cè)殼體上的線圈。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，第二活塞和缸體壁之間可以緊密配合或者間隙配合。為了控制第二活塞在發(fā)電機(jī)構(gòu)缸體72內(nèi)的移動(dòng)，還可以通過(guò)連管78將活塞兩端的腔室流體連通，該連管78上還裝有閥門(mén)77，用于控制連管的接通和閉合。在活塞兩端的腔室連通的情況下，可利用彈簧例如柱簧將活塞如此連接到缸體一端的側(cè)壁上，從而在熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的壓力減小時(shí)，彈簧能推動(dòng)活塞復(fù)位。由此在運(yùn)行過(guò)程中， 通過(guò)來(lái)自熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的壓力波的驅(qū)動(dòng)，第一活塞能在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)動(dòng)子相對(duì)發(fā)電機(jī)定子來(lái)回切割磁力線運(yùn)動(dòng)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白， 如果將上述直連桿替換為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，該曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成動(dòng)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則發(fā)電機(jī)構(gòu)相應(yīng)地配置成旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)。另外，在該實(shí)施例中使用的換熱器也是本領(lǐng)域常用的換熱器，包括管式換熱器，列管式換熱器，翅片式換熱器以及板式換熱器等。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中除了將熱腔8和冷腔9流體連通的通路由設(shè)置在氣缸1的內(nèi)壁和外壁之間的空腔形成之外，其它結(jié)構(gòu)與圖1中示出的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)類(lèi)似，其中回?zé)崞?布置在氣缸內(nèi)壁和外壁之間的空腔中。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明將熱腔8和冷腔9流體連通的通路的另一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，該通路由布置在該氣缸外的從熱腔端8a到冷腔端9a的連接管路形成，回?zé)崞?串聯(lián)在該連接管路中。在圖 4中示出了將熱腔8和冷腔9流體連通的通路的另一個(gè)實(shí)施例，其中該通路由活塞2和氣缸1的內(nèi)壁之間的夾隙形成，在這里，夾隙中的工質(zhì)可以起到以上實(shí)施例中設(shè)置的回?zé)崞鞯淖饔?。這三個(gè)實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程與圖1示出的發(fā)電機(jī)類(lèi)似，在這里不再贅述。圖5和圖6示出了具有多個(gè)氣缸的熱壓縮機(jī)系統(tǒng)。圖5中的熱壓縮機(jī)系統(tǒng)為雙缸結(jié)構(gòu)，兩個(gè)氣缸2對(duì)稱布置，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6配置成能使兩個(gè)氣缸內(nèi)的活塞同步移動(dòng)，這樣的配置提高了力平衡效果，進(jìn)而也提高了工作效率。作為替代方案，與圖5中示出的不同，熱壓縮機(jī)系統(tǒng)的兩個(gè)氣缸也可以如此布置，使得兩氣缸的活塞通過(guò)布置在兩氣缸之間的連桿相連接，其中一個(gè)氣缸的冷腔靠近連桿，而另一個(gè)氣缸的熱腔靠近該連桿，并且兩氣缸的冷腔通過(guò)管路流體連通，該管路又連通到脈管裝置。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連桿帶動(dòng)活塞移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)氣缸中的活塞能同時(shí)到達(dá)上止點(diǎn)和下止點(diǎn)，并且由于活塞兩端的壓力相等，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)僅需要很小的功率。在熱壓縮機(jī)系統(tǒng)為三缸或四缸結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以采用這種方式。圖6中示出的熱壓縮機(jī)系統(tǒng)為四缸機(jī)構(gòu)，這種配置和圖5中的雙缸機(jī)構(gòu)相比，具有更好的力平衡效果和更高的工作效率。在不超出本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出這些和其它的更改與變化，這在后附的權(quán)利要求書(shū)中做了更具體的闡述。還應(yīng)當(dāng)明白，不同方案的多個(gè)方面可以完全或部分地相互替換。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，前面的說(shuō)明僅僅是示范性的，不會(huì)對(duì)在后附的權(quán)利要求書(shū)中進(jìn)一步描述的本發(fā)明內(nèi)容構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其包括熱壓縮機(jī)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)構(gòu)(7)，其中該熱壓縮機(jī)系統(tǒng)具有裝有工質(zhì)的至少一個(gè)氣缸(1)以及與所述氣缸流體連通的并與該發(fā)電機(jī)構(gòu)(7) 相連的輸出端，設(shè)置在該氣缸⑴內(nèi)將氣缸腔體分隔成熱腔⑶和冷腔(9)的活塞O)，驅(qū)動(dòng)該活塞( 在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，以及布置在所述氣缸(1)的熱腔端(8a) 用于給氣缸內(nèi)的工質(zhì)輸入熱量的熱端換熱器(4)和布置在所述氣缸(1)的冷腔端(9a)用于給氣缸內(nèi)的工質(zhì)輸入冷量的冷端換熱器(5)，并且該熱腔(8)和該冷腔(9)之間由一通路流體連通，在該通路中設(shè)有回?zé)崞?3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述通路由沿該活塞(2) 的縱向開(kāi)設(shè)的通孔形成，該回?zé)崞鰿3)布置在該通孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述通路由該氣缸(1)的內(nèi)壁和外壁之間的空腔形成，該回?zé)崞?3)布置在該空腔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述通路由在該氣缸(1) 外的從該熱腔端(8a)到該冷腔端(8b)的連接管路(8c)形成，該回?zé)崞?3)串聯(lián)在在該連接管路(8c)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述通路由該活塞(2)和該氣缸(1)內(nèi)壁之間的夾隙形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)為與該活塞(2)同軸布置的直線電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與活塞相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述氣缸的數(shù)目至少為兩個(gè)，根據(jù)所述氣缸的具體數(shù)目，將這些氣缸對(duì)稱布置或布置成V型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述發(fā)電機(jī)構(gòu)(7)包括缸體(72)，布置在該缸體(7 內(nèi)的第二活塞(73)，設(shè)置在該缸體一端的進(jìn)氣口(71)，以及布置在該缸體(7 另一端外側(cè)的發(fā)電機(jī)動(dòng)子(76)和發(fā)電機(jī)定子(75)，其中該第二活塞(73) 和該發(fā)電機(jī)動(dòng)子(76)通過(guò)延伸通過(guò)缸體壁的連桿機(jī)構(gòu)(74)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其特征是，所述發(fā)電機(jī)動(dòng)子(76)上裝有永磁體，所述發(fā)電機(jī)定子(75)包括線圈和鐵芯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其包括熱壓縮機(jī)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)構(gòu)(7)，其中該熱壓縮機(jī)系統(tǒng)具有裝有工質(zhì)的至少一個(gè)氣缸(1)以及與所述氣缸流體連通的并與該發(fā)電機(jī)構(gòu)(7)相連的輸出端，設(shè)置在該氣缸(1)內(nèi)將氣缸腔體分隔成熱腔(8)和冷腔(9)的活塞(2)，驅(qū)動(dòng)該活塞(2)在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，以及布置在所述氣缸(1)的熱腔端(8a)用于給氣缸內(nèi)的工質(zhì)輸入熱量的熱端換熱器(4)和布置在所述氣缸(1)的冷腔端(9a)用于給氣缸內(nèi)的工質(zhì)輸入冷量的冷端換熱器(5)，并且該熱腔(8)和該冷腔(9)之間由一通路流體連通，在該通路中設(shè)有回?zé)崞?3)。該發(fā)電機(jī)利用熱能尤其是廢熱等作為動(dòng)力源，采用外燃加熱方式來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出冷量，具有能利用低品位熱源，振動(dòng)小、噪聲低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K7/18GK102377282SQ20101024799
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者周遠(yuǎn), 朱文秀, 王俊杰, 薛小代 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所