[發明專利]一種帶有余熱利用的微型自由活塞動力裝置

在審

• 申請號: 201711239480.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108049969A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 禹莉莉;王謙;黃蓉;趙巖
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04;F01N5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種帶有余熱利用的微型自由活塞動力裝置，包括微型自由活塞動力機構和溫差發電裝置；所述微型自由活塞動力機構包括定子和活塞；所述左燃燒室和右燃燒室內壁分別設有激磁繞組和定子繞組，所述激磁繞組與外部電源連接；所述定子繞組與儲能裝置連接；所述活塞的結構為磁性對置式活塞結構，所述排氣口與廢氣收集管連接；所述廢氣收集管內設有導向管；所述高溫側陶瓷板與低溫側陶瓷板相互平行，所述N型半導體和P型半導體交替排列在高溫側陶瓷板與低溫側陶瓷板之間，且通過導電片串聯連接；所述導電片與儲能裝置連接。本發明用于利用高溫熱源與外界環境冷源之間的溫差進行發電，使能源利用更加高效。

技術領域

本發明涉及內燃機領域和發電領域相關的微動力系統，特別涉及一種帶有余熱利用的微型自由活塞動力裝置。

背景技術

近年來隨著科技發展和微加工技術的不斷進步，微機電系統得到了廣泛應用，各種儀器設備日益向微型化和功能集成化方向發展，兼具體積小、重量輕、儲能大及壽命長等優點的微自由活塞動力裝置日益引起了廣泛關注，其中公開號為CN105649679A的專利在微自由活塞壓縮端面以及燃燒室底部添加催化劑層，降低了燃燒反應所需的活化能，提高了著火燃燒的可靠性；公開號為CN106121812A專利有效改善了進氣系統，使混合燃料能夠均勻布滿燃燒室，達到穩定、充分燃燒；公開號為CN103670823A專利將內燃機和發電機結合起來，減少了機械機構往復運動時的能量損失，獲得了較高的能量轉換率。微自由活塞動力裝置燃燒室內平均溫度可達2000攝氏度左右，但現有專利和技術均未涉及微自由活塞動力裝置高溫廢氣余熱的有效利用。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種帶有余熱利用的微型自由活塞動力裝置，將微型自由活塞動力裝置的高溫廢氣收集起來加以利用，作為溫差發電裝置的熱源，并安裝溫差發電片，利用高溫熱源與外界環境冷源之間的溫差進行發電，提高熱量的利用率，使能源利用更加高效。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種帶有余熱利用的微型自由活塞動力裝置，包括微型自由活塞動力機構和溫差發電裝置；所述微型自由活塞動力機構包括定子和活塞；所述定子從左到右依次劃分為左燃燒室、進氣室和右燃燒室；所述左燃燒室和右燃燒室內壁分別設有激磁繞組和定子繞組，所述激磁繞組與外部電源連接，用于產生磁場力使所述活塞運動；所述定子繞組與儲能裝置連接；所述活塞的結構為磁性對置式活塞結構，包括左磁性活塞、右磁性活塞和中間活塞；所述左磁性活塞、右磁性活塞和中間活塞之間通過活塞桿連接；所述左磁性活塞位于所述左燃燒室內，所述右磁性活塞位于右燃燒室內，所述中間活塞位于進氣室內；所述左燃燒室和右燃燒室上設有排氣口；所述排氣口與廢氣收集管連接；所述溫差發電裝置包括高溫側陶瓷板、低溫側陶瓷板、N型半導體和P型半導體；所述廢氣收集管內設有導向裝置，用于將高溫廢氣導流到高溫側陶瓷板一側；所述高溫側陶瓷板與低溫側陶瓷板相互平行，所述N型半導體和P型半導體交替排列在高溫側陶瓷板與低溫側陶瓷板之間，且通過導電片串聯連接；所述導電片與儲能裝置連接。

進一步，還包括電流逆變器，所述定子繞組與儲能裝置之間連接有電流逆變器，用于保證電流進入儲能裝置的方向一致。

進一步，還包括彈性補償片，所述彈性補償片安裝在低溫側陶瓷板與所述N型半導體和P型半導體之間，用于消除熱應力。

進一步，所述高溫側陶瓷板與高溫廢氣接觸的一側設有翅片。

進一步，所述左磁性活塞和右磁性活塞表面涂層磁性材料。

進一步，所述磁性材料材質為耐熱的磁性材料，優選衫鈷或鋁鎳鈷。

進一步，所述導向裝置為導向管，所述導向管一端與廢氣收集管連通，所述導向管另一端位于高溫側陶瓷板附近。

本發明的有益效果在于：