[發(fā)明專利]將熱能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880024233.8
• 申請日: 2008-06-06
• 公開（公告）號: CN102317625A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大衛(wèi)·雷金納德·卡弗
• 申請（專利權(quán)）人: 大衛(wèi)·雷金納德·卡弗
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06;F03G7/04;H02H3/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 顏濤;鄭霞

1.一種熱能到電能轉(zhuǎn)化的方法，其包括：

(a)使場響應(yīng)材料受到電場和磁場中的至少一種的影響，以在所述場響應(yīng)材料中引起溫度變化；

(b)基于所述場響應(yīng)材料中的所述溫度變化，在與所述場響應(yīng)材料熱接觸的至少一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件中產(chǎn)生溫度變化；

(c)基于所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件所經(jīng)歷的所述溫度變化而在所述至少一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件中產(chǎn)生電能，并且輸出所產(chǎn)生的所述電能；

(d)從所述場響應(yīng)材料移除所述場，以允許所述場響應(yīng)材料以及所述至少一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件趨近熱平衡；

(e)重復(fù)步驟(a)-(d)，以重復(fù)地產(chǎn)生并輸出電能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述場響應(yīng)材料包括電熱材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述場響應(yīng)材料包括磁熱材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括施加時變的交變場作為電場和磁場中的所述至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

以AC電流的形式產(chǎn)生電能；

將所述AC電流存儲在能量捕獲部件中，所述的能量捕獲部件捕獲來自所述至少一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件的電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

基于所述場響應(yīng)材料中的所述溫度變化，在與所述場響應(yīng)材料熱接觸的多個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件中產(chǎn)生溫度變化；

基于所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件所經(jīng)歷的所述溫度變化而在所述多個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件中產(chǎn)生電能并且輸出所產(chǎn)生的電能；

從所述場響應(yīng)材料上移除所述場，以允許所述場響應(yīng)材料以及所述多個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件趨近熱平衡。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述多個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件包括分別與所述場響應(yīng)材料的不同部分相鄰的熱能到電能轉(zhuǎn)化部件。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述多個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件包括以堆疊地頭對尾的關(guān)系相互連接在一起的熱能到電能轉(zhuǎn)化部件，以使由每一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件輸出的所述電能被組合在一起以產(chǎn)生組合的電能輸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過允許熱能從與所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件熱接觸的熱交換器傳遞至所述場響應(yīng)材料來幫助實現(xiàn)熱平衡。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件包括熱電偶材料、湯姆遜效應(yīng)材料和熱電材料中的至少一種。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括利用具有每周期至少75％的效率的諧振電路產(chǎn)生電場和磁場中的所述至少一種。

12.一種熱能到電能轉(zhuǎn)化設(shè)備，包括：

場發(fā)生器，其用于產(chǎn)生時變的交變場；

場響應(yīng)材料，其在受到電場和磁場中的至少一個的作用時改變溫度；

至少一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件，其與所述場響應(yīng)材料熱接觸，并基于所述場響應(yīng)材料的溫度變化而改變溫度，其中所述至少一個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件基于所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件所經(jīng)歷的所述溫度變化而產(chǎn)生電能，并且輸出所產(chǎn)生的電能；

蓄能器，其被布置為接收和存儲由所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件所產(chǎn)生的電能。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述場響應(yīng)材料包括電熱材料。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述場響應(yīng)材料包括磁熱材料。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述時變的交變場包括電場和磁場中的至少一個。

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中以AC電流的形式產(chǎn)生所述電能。

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包括多個熱能到電能轉(zhuǎn)化部件，每個所述熱能到電能轉(zhuǎn)化部件都與所述場響應(yīng)材料在關(guān)于所述場響應(yīng)材料的不同的相應(yīng)位置熱接觸。

18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，所述場發(fā)生器包括與電源連接的一對導(dǎo)電金屬材料層，以使所述場響應(yīng)材料被置于所述一對導(dǎo)電金屬材料層之間，以便所述場響應(yīng)材料受到由所述導(dǎo)電金屬材料層產(chǎn)生的電場的作用。