[發(fā)明專利]發(fā)電機(jī)設(shè)備和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880010233.2
• 申請(qǐng)日: 2008-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN101647129A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·魯斯伯格;M·達(dá)爾格倫;S·索爾伯恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB研究有限公司
• 主分類號(hào): H01L37/04
• 分類號(hào): H01L37/04;H02N11/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要地涉及一種用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)設(shè)備和方法。?

背景技術(shù)

用于使用最少的移動(dòng)部件將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置由來已久。?

在19世紀(jì)末，愛迪生和特斯拉描述了用于將熱能轉(zhuǎn)換成電力的、基于熱磁性材料的設(shè)備。如在美國(guó)專利第0,380,100號(hào)中描述的愛迪生熱磁發(fā)電機(jī)包括：熱磁工作材料、用于磁化工作材料的裝置、連接到工作材料的熱源和冷源、以及包圍工作材料并且在其中通過使工作材料熱循環(huán)來感生交變電流的繞組。特斯拉在美國(guó)專利第428057號(hào)中通過提出一種替代的熱交換機(jī)制來公開對(duì)愛迪生發(fā)電機(jī)的一些改進(jìn)。?

Chilowsky在美國(guó)專利第2,510,801號(hào)中公開了一種用于熱磁能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備，其中通過閉合流體回路中的熱流體和冷流體來實(shí)現(xiàn)溫度改變。?

Bartels在德國(guó)專利第23?47?377號(hào)公開了一種與愛迪生發(fā)電機(jī)相似的設(shè)備，但是提出釓作為磁工作介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中提供永磁體以在熱磁性材料中產(chǎn)生磁通，而在另一實(shí)施方式中使用電池在線圈中感生電流以由此形成用以產(chǎn)生磁通的電磁體。?

盡管上述裝置確實(shí)將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能，但是它們看來并不高效、不緊湊、未針對(duì)實(shí)際使用而優(yōu)化和/或者對(duì)于制造而言不具成本效率。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種具有簡(jiǎn)化且改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和操作的用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)設(shè)備。?

本發(fā)明的一個(gè)具體目的在于，提供這樣一種用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法使用平穩(wěn)且能量效率高的熱循環(huán)。?

本發(fā)明的又一目的在于，提供這樣的動(dòng)態(tài)可控、可靠、靈活和成本合理的設(shè)備和方法。?

根據(jù)本發(fā)明通過如在所附專利權(quán)利要求中規(guī)定的發(fā)電機(jī)設(shè)備和方法來達(dá)到這些目的以及其它目的。?

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)設(shè)備，該設(shè)備包括：磁路，至少包括由磁性材料制成的部分；以及布置于磁路周圍的線圈。提供溫度改變裝置用于在磁性材料的相變溫度以上和以下交替地改變由磁性材料制成的部分中的溫度，以由此改變磁路中的磁阻。通過可變磁阻來調(diào)整各磁路的磁化，以便在布置于磁路周圍的線圈中感生電能。這樣的相變溫度的例子是居里點(diǎn)或溫度，和奈耳溫度。鐵磁性材料的居里點(diǎn)是如下溫度，在該溫度以上鐵磁材料失去它的特性鐵磁能力。奈耳溫度是如下溫度，反鐵磁性材料在該溫度變?yōu)轫槾拧簿褪侨缦聹囟龋瑹崮茉谠摐囟茸兊么蟮阶阋云茐牟牧现械暮暧^磁排序。奈耳溫度對(duì)于鐵磁性材料而言類似于居里溫度。?

提供溫度改變裝置用以在單個(gè)方向上使熱、冷流體交替地穿過磁路中由磁性材料制成的部分或者經(jīng)過該部分中的孔，以由此在相變溫度以上和以下交替地改變由磁性材料制成的部分中的溫度。優(yōu)選地，提供溫度改變裝置用以在閉合流體回路中使熱、冷流體作為準(zhǔn)連續(xù)流來流通。由此避免在使用閥時(shí)傳統(tǒng)的具有破壞性并且能量效率低的循環(huán)。?

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，溫度改變裝置包括第一和第二閥裝置。第一閥裝置適合于將來自第一共同管道的熱流體和來自第二共同管道的冷流體交替地切換到第三管道中，并且將磁路中由磁性?材料制成的部分暴露于熱冷交替的流體。換而言之，第一閥裝置將熱流體和冷流體分成熱冷交替的流體脈沖的流體脈沖串。將這樣的流體串引向磁路，以便加熱和冷卻由磁性材料制成的磁路部分。?

第二閥裝置適合于在已經(jīng)交替地加熱和冷卻由磁性材料制成的部分之后接收流體脈沖串，并且將熱流體脈沖切換到第一共同管道中而將冷流體脈沖切換到第二共同管道中。換而言之，第二閥裝置分開熱、冷流體脈沖并且由它們形成熱流體流和冷流體流。?

有利地，第一和第二閥裝置各自包括旋轉(zhuǎn)閥。?

溫度改變裝置有利地使用在一種包括多個(gè)上述磁路和布置于各磁路周圍的相應(yīng)線圈的多相發(fā)電機(jī)設(shè)備中。?

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于在發(fā)電機(jī)設(shè)備中將熱能轉(zhuǎn)換成電能的方法，該發(fā)電機(jī)設(shè)備包括：磁路，至少包括由磁性材料制成的部分；以及布置于磁路周圍的線圈。在該方法中，在由磁性材料制成的部分中在磁性材料的相變溫度以上和以下交替地改變溫度，以由此改變磁路的磁阻。磁化每個(gè)磁路，并且由于改變的磁阻而在磁路中獲得對(duì)應(yīng)改變的磁通。其結(jié)果是在每個(gè)線圈中感生電能。借助在單個(gè)方向上使熱、冷流體交替地穿過磁路中由磁性材料制成的部分或者經(jīng)過該部分中的孔，來獲得溫度改變。?