專利名稱：熱變電制冷、發(fā)電機的制作方法
發(fā)明所屬領(lǐng)域制冷、發(fā)電本發(fā)明涉及一種新型的制冷機、發(fā)電機。其主要結(jié)構(gòu)由一個能在周期性變化的溫度作用下將熱能轉(zhuǎn)換成電能的換能器安裝在一個往復(fù)式壓氣機的汽缸上組成。利用活塞在汽缸中做往復(fù)運動時，周期性地使汽缸中的工作氣體壓縮、膨脹，同時工作氣體的溫度隨之周期性不斷變化。溫度變化的工作氣體作用于安置在汽缸頂部的換能器產(chǎn)生電能輸出，由于工作氣體的部分熱能被換能器轉(zhuǎn)換成電能，所以工作氣體溫度下降，從而可同時實現(xiàn)制冷、發(fā)電兩種功能。根據(jù)需要可分別制成制冷機或發(fā)電機。
本發(fā)明與傳統(tǒng)制冷機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，其沒有復(fù)雜的散熱裝置；與傳統(tǒng)的發(fā)電機相比，是一種新的發(fā)電方式。
本發(fā)明的任務(wù)是制造出結(jié)構(gòu)簡單、成本低、節(jié)能的制冷機或結(jié)構(gòu)簡單、效率高的發(fā)電機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是通過下列技術(shù)方案解決的本發(fā)明結(jié)構(gòu)見說明書附

圖1主要由壓氣機(A)、換能器(B)和外殼(C)組成。換能器安裝在汽缸頂部，換能器中關(guān)鍵元件與汽缸相通并密封外殼密封，殼內(nèi)充有工作氣體。
其工作原理<1>電動機或其它動力1，通過連桿2帶動活塞4在氣缸3中做往復(fù)運動；<2>活塞4在排氣口5至下止點8向下運動做功時，缸內(nèi)工作氣體被壓縮、溫度升高，高溫氣體將換能器(B)中與汽缸相通的關(guān)鍵元件加熱，氣體部分熱能被換能器轉(zhuǎn)換成電能輸出殼外。(換能器的結(jié)構(gòu)及工作原理后述)；<3>活塞4從下止點8至排氣口5之間向上運動時，氣體對活塞做功，氣體膨脹、溫度下降，同時換能器中關(guān)鍵元件溫度下降，氣體部分熱能再次被換能器轉(zhuǎn)換成電能輸出殼外；<4>由于工作氣體中部分熱能被轉(zhuǎn)換成電能輸出殼外，活塞4在下止點8至排氣口5之間向上運動時，缸內(nèi)氣體溫度降至原同體積溫度以下，壓強逐步減小，當(dāng)缸內(nèi)氣體壓強降至缸外壓強以下時，單向進氣閥6打開，缸外氣體進入缸內(nèi)，并在缸內(nèi)混合；<5>活塞到達上止點7后，在上止點7至排氣口5之間向下運動時，單向進氣閥6關(guān)閉，缸內(nèi)部分混合氣體通過排氣口5排出缸外，一個循環(huán)過程結(jié)束。這一過程同時實現(xiàn)制冷、發(fā)電兩種功能。如單純制冷，可將換能器輸出的電能反饋至電動機，作為電動機用電補償。
換能器工作原理換能器的功能是在周期性溫度變化的工作氣體的作用下將部分熱能轉(zhuǎn)換成電能，其關(guān)鍵元件是利用某些材料在溫度變化時，它的磁導(dǎo)率、相對介電常數(shù)會發(fā)生變化或發(fā)生形變等性質(zhì)制成。因此可用多種方法制成。本發(fā)明主要列舉三種。
一熱磁換能器<該換能器為首選>。結(jié)構(gòu)見說明書附圖2。由<1>普通電磁鐵鐵芯10；<2>永久磁鐵11(11可用激勵線圈代替)；<3>線圈13；<4>溫變敏感磁鐵裝置12組成。溫變敏感磁鐵裝置12為本換能器關(guān)鍵元件，根據(jù)工作溫度情況選用磁導(dǎo)率受溫度影響較大的磁性材料(如制造冰箱制冷機，可選用居里溫度在70℃左右的磁性材料)軋成薄片鑲嵌在普通電磁鐵鐵芯空隙中制成。鑲嵌方式見說明書附圖3。
工作原理<1>永久磁鐵11、普通電磁鐵鐵芯10和溫變敏感磁鐵裝置12，形成一個閉合磁路；<2>當(dāng)溫變敏感磁鐵裝置12被工作氣體加熱時，溫變敏感磁鐵裝置12中的磁性材料磁導(dǎo)率下降，普通電磁鐵鐵芯10中磁通量減少；<3>當(dāng)溫變敏感磁鐵裝置12的溫度隨工作氣體溫度下降而下降時，溫變敏感磁鐵裝置12中的磁性材料磁導(dǎo)率增大，普通電磁鐵鐵芯10中磁通量增大；<4>普通電磁鐵鐵芯10中磁通量變化在線圈13中產(chǎn)生感生電流輸出。
二電容換能器。結(jié)構(gòu)見說明書附圖4。由<1>電容器15；<2>電感器16；<3>直流電源17組成。電容器15為本換能器中的關(guān)鍵元件，電容器用介電常數(shù)受溫度變化影響較大的材料制成。
工作原理<1>由直流電源給電容15充電；<2>當(dāng)電容15被工作氣體加熱、冷卻交替變化時，電容量隨之發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生交變電流；<3>回路中產(chǎn)生的交變電流通過電感器16將電能輸出。
三記憶合金換能器。其結(jié)構(gòu)見說明書附圖5。由<1>線圈13；<2>普通電磁鐵鐵芯10；<3>永久磁鐵11；<4>活動磁鐵19；<5>記憶合金彈簧18組成。記合金彈簧18為本換能器中的關(guān)鍵元件，根據(jù)記憶合金隨溫度變化會發(fā)生形變的性質(zhì)制成。記憶合金彈簧18一端固定于活動磁鐵19，另一端固定于汽缸3。
工作原理<1>永久磁鐵11，普通電磁鐵鐵芯10和活動磁鐵19形成一個閉合磁路；<2>當(dāng)記憶合金彈簧18被工作氣體加熱、冷卻時，記憶合金彈簧18發(fā)生形變并帶動活動磁鐵19上下運動；<3>上下運動的活動磁鐵引起普通電磁鐵鐵芯10中的磁通量變化；<4>普通電磁鐵鐵芯10中磁通量變化在線圈13中產(chǎn)生感生電流輸出。
該發(fā)明原理可應(yīng)用于任何有溫度交替變化的場合，如將換能器安裝到內(nèi)燃機汽缸內(nèi)頂部，當(dāng)內(nèi)燃機做功、排氣、吸氣、壓縮工作過程中，缸內(nèi)溫度會周期性變化，換能器就可將部分熱能轉(zhuǎn)換成電能。具體實施實例見說明書附圖6。
權(quán)利要求
1.將能在周期性變化的溫度作用下，將熱能轉(zhuǎn)換成電能的換能器安裝在往復(fù)式壓氣機或類似裝置的汽缸上，利用活塞在汽缸中做往復(fù)運動造成的工作氣體溫度變化作用于換能器，通過換能器將工作氣體熱能轉(zhuǎn)換成電能的方法制成的制冷機或發(fā)電機及其裝置。本發(fā)明的特征是換能器安裝在汽缸上，并制成具有制冷或發(fā)電功能的裝置。
2.權(quán)利要求<1>所述裝置中的一種換能器熱磁換能器。其特征是磁導(dǎo)率受溫度變化影響較大的磁性材料安裝在汽缸內(nèi)；與汽缸外磁性材料形成閉合磁路；并作為制冷或發(fā)電的換能器件使用。
3.權(quán)利要求<1>所述裝置中的一種換能器記憶合金換能器。其特征是形變受溫度影響較大的記憶合金彈簧安裝在汽缸內(nèi)，并能帶動汽缸內(nèi)的一塊活動磁性材料；活動磁性材料與汽缸外磁性材料形成閉合磁路；并作為制冷或發(fā)電的換能器件使用。
4.權(quán)利要求<1>所述裝置中的一種換能器電容換能器。其特征是電容安裝在汽缸內(nèi)；并作為制冷或發(fā)電的換能元器件使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的制冷機或發(fā)電機。其由一個能在周期性變化的溫度作用下將熱能轉(zhuǎn)換成電能的換能器安裝在一個往復(fù)式壓氣機的汽缸上組成。利用電動機或其它動力帶動活塞在汽缸中做往復(fù)運動時，周期性地使汽缸中的工作氣體發(fā)生壓縮、膨脹，同時氣體溫度隨之發(fā)生周期性變化，溫度變化的工作氣體作用于換能器，工作氣體的部分熱能被換能器轉(zhuǎn)換成電能輸出，從而使缸內(nèi)工作氣體的溫度下降。本發(fā)明可同時實現(xiàn)制冷和發(fā)電兩種功能，根據(jù)需要可分別制成制冷機或發(fā)電機。如單純制冷，可將換能器輸出的電能反饋回電動機使用。本發(fā)明的一種實施實例見發(fā)明說明書摘要附圖。
文檔編號F03G7/00GK1525064SQ0315787
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月13日
發(fā)明者史明生 申請人:史明生