[發明專利]一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機

有效

• 申請號: 202110272180.9
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113047951B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 劉龍;唐元亨;安琛;韓笑;劉俊杰;梅齊昊;趙豪;許智淳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04;F02B41/06;F02B33/20;F02B75/18;H02K7/18;H02K35/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

1.一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機，其特征在于：它包括直線發電機組及布置在直線發電機組兩端的兩套內燃機組，其中所述直線發電機組包括殼體(2)、活動穿裝在殼體(2)上的動子芯軸(4)、固裝在殼體(2)內且同軸套設在動子芯軸(4)外部的定子線圈(1)以及同軸固裝在動子芯軸(4)上且位于定子線圈(1)與動子芯軸(4)之間的發電機動子(3)；

每套內燃機組均包括高壓氣缸及低壓氣缸，其中所述高壓氣缸包括高壓缸體(14)及高壓活塞(15)，高壓缸體(14)的封閉端安裝有噴油器(16)、高壓進氣閥(13)及高壓排氣閥(17)，所述低壓氣缸包括低壓缸體(8)及低壓活塞(9)，低壓缸體(8)的封閉端安裝有低壓進氣閥(6)、低壓排氣閥(7)、廢氣進氣口(11)及空氣出口閥(10)，其中空氣出口閥(10)與高壓進氣閥(13)之間連接設置有中冷器(12)，高壓排氣閥(17)與廢氣進氣口(11)之間連接設置有廢氣連通管(18)；

高壓活塞(15)與動子芯軸(4)的端部固接，兩個低壓活塞(9)之間通過連接組件連接；

所述連接組件包括曲軸(21)及兩組曲柄連桿機構，兩個低壓活塞(9)一一對應與兩組曲柄連桿機構中的連桿(19)連接，兩組曲柄連桿機構中的曲柄(20)同時與曲軸(21)連接；

發電機動子(3)的兩端與殼體(2)之間分別固裝有彈簧(5)；

內燃機組帶動動子芯軸（4）運動，發電機動子（3）切割定子線圈（1）產生的磁感線，進行發電；空氣從低壓進氣閥（6）進入低壓缸體（8），在低壓活塞（9）的作用下實現第一階段壓縮，壓縮空氣從空氣出口閥（10）進入中冷器（12）冷卻；中冷器（12）中的壓縮空氣通過高壓進氣閥（13）進入高壓缸體（14），在高壓活塞（15）的作用下進行第二階段壓縮；壓縮過程完成后，噴油器（16）噴入燃油，高壓缸體（14）中發生燃燒過程，燃氣推動高壓活塞（15）進行第一階段膨脹，膨脹后燃氣通過高壓排氣閥（17）流出至廢氣連通管（18），再通過廢氣進氣口（11）流入到低壓缸體（8）中推動低壓活塞（9）進行第二階段膨脹，最終完成膨脹后的燃氣通過低壓排氣閥（7）排出到外界環境中。

2.根據權利要求1所述的一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機，其特征在于：每個高壓缸體(14)上安裝的高壓進氣閥(13)的數量為兩個。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機，其特征在于：低壓氣缸與高壓氣缸的行程相同。

4.根據權利要求3所述的一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機，其特征在于：高壓缸體(14)的體積及內徑均小于低壓缸體(8)的體積及內徑。

5.根據權利要求1所述的一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機，其特征在于：高壓活塞(15)上及低壓活塞(9)上均安裝有活塞環。

6.根據權利要求1所述的一種基于分缸式熱力學循環的自由活塞發電機，其特征在于：高壓缸體(14)與低壓缸體(8)上均安裝有氣缸蓋，且每個氣缸蓋上均裝有溫度傳感器及壓力傳感器。