[發明專利]渦輪復合自由活塞式線性交流發電機

有效

• 申請號: 201110462145.X
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102536453A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: R·P·杜雷特;V·戈帕拉克里什南;P·M·納特
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04;F01N5/04;F02B37/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰;楊楷

1.一種自由活塞式線性交流發電機，包括：

一對活塞，每個活塞軸向上彼此相對且當活塞在汽缸內線性移動時產生電流；

設置在所述活塞之間的燃燒室；

返回機構，其被配置為在燃燒之后將所述活塞分別從各自的第二位置返回到各自的第一位置；和

排氣系統，其流體聯接到所述燃燒室并包括將廢氣流壓力轉換為機械輸出的動力渦輪機。

2.如權利要求1所述的自由活塞式線性交流發電機，其中所述返回機構包括一對彈力室，每個彈力室設置在各自的活塞和汽缸的各個外端之間，每個彈力室包括被配置為將各個活塞從各自的第二位置返回到各自的第一位置的基本上被束縛的空氣。

3.如權利要求2所述的自由活塞式線性交流發電機，其中當相應的活塞從各自的第一位置向各自的第二位置移動時，所述各個彈力室內的基本上被束縛的空氣被壓縮，并且所述壓縮的基本上被束縛的空氣向對應的活塞施加回復力，以將對應的活塞從各自的第二位置返回到各自的第一位置。

4.如權利要求2所述的自由活塞式線性交流發電機，還包括：

每個活塞具有各自的頭部和各自的滑動部分，所述燃燒室設置在活塞的各個滑動部分的各個近端之間；以及

一對掃氣室，每個掃氣室分別設置在汽缸外壁、各個活塞的各自的滑動部分的各自的外壁和各個活塞的各自的頭部的各自的近端之間，各個活塞的頭部具有靠近各個掃氣室的各個近端，靠近各個彈力室的各個遠端，從而在各個掃氣室和各個彈力室之間形成座。

5.如權利要求4所述的自由活塞式線性交流發電機，其中當相應的活塞從各自的第一位置移動到各自的第二位置時各個掃氣室通過至少一個相應的掃氣入口吸入進氣流，當相應的活塞從各自的第二位置移動到各自的第一位置時各個掃氣室通過至少一個相應的掃氣出口將吸入的進氣流輸送至儲氣室，當活塞處于各自的第二位置時，儲氣室內的被輸送的進氣流在掃氣階段被吸入燃燒室。

6.如權利要求1所述的自由活塞式線性交流發電機，還包括：

一對外室，每個外室設置在各個活塞和汽缸的各個外端之間；以及

所述返回機構包括一對返回部件，每個返回部件設置在各個外室的內部，每個返回部件被配置為在燃燒之后將各個活塞從各自的第二位置返回到各自的第一位置。

7.如權利要求6所述的自由活塞式線性交流發電機，其中當相應的活塞從各自的第二位置向各自的第一位置移動時，每個外室通過各個入口吸入進氣流，并且其中在相應的活塞從各自的第一位置移動到各自的第二位置時各個外室通過各自的出口將吸入的進氣流排出。

8.如權利要求1所述的自由活塞式線性交流發電機，其中所述燃燒發生在兩個沖程循環中，并且各個活塞的所述線性移動包括由所述燃燒驅動的各個活塞從各自的第一位置到各自的第二位置的第一沖程以及各個活塞從各自的第二位置到各自的第一位置的第二沖程。

9.一種用來控制自由活塞式線性交流發電機的方法，所述自由活塞式線性交流發電機具有一對相對活塞和設置在相對活塞之間的燃燒室，所述方法包括：

響應于燃燒事件，將各個活塞從各自的內止點位置向各自的外止點位置向外驅動；

將各個活塞從各自的外止點位置向內返回至各自的內止點位置，為隨后的燃燒事件做準備；

將來自燃燒室的廢氣流排入排氣系統；

利用動力渦輪機，將排氣系統內的廢氣流的壓力轉換為機械輸出；和

當各個活塞在各自的內止點位置和各自的外止點位置之間移動時產生電流，各個活塞包括永磁體和繞組中的一個，該各個活塞包括永磁體和繞組中的一個與位于汽缸壁上的永磁體和繞組中的另一個相互作用。

10.一種自由活塞式線性交流發電機，包括：

一對活塞和設置在活塞之間的燃燒室，所述活塞在軸向上彼此相對，并且當各個活塞線性移動時產生電流；

被配置為在燃燒之后將所述活塞從各自的第二位置返回到各自的第一位置的返回機構，該返回機構包括以下構件之一：

一對彈力室，每個彈力室分別設置在各個活塞和汽缸的各個外端之間，每個彈力室包括被配置為將各個活塞從各自的第二位置返回到各自的第一位置的基本上被束縛的空氣，和

一對返回部件，每個返回部件設置在各個外室內部，每個外室分別設置在各個活塞和汽缸的各個外端之間，各個返回部件被配置為在燃燒之后分別將各個活塞從各自的第二位置返回到各自的第一位置；和

排氣系統，其流體聯接到所述燃燒室，并包括將廢氣流壓力轉換為機械輸出的動力渦輪機裝置，所述機械輸出為轉矩發電機、電力發電機中的一個和渦輪增壓機和增壓器中的一個提供動力，渦輪增壓機和增壓器被配置為對進氣系統中的進氣流加壓以為燃燒室內最終的燃燒增加進氣流的壓力。