CN102823120B - 线性发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过高压气体使缸体内的活塞以固定行程持续稳定地移动的线性发电装置。具有其气体压缸结构，其把高压气体交替地供给到具备起电线圈的缸体（1）的左气体压力室（4）和其右气体压力室（5），把上述左气体压力室内的气体压力和上述右气体压力室内的气体压力交替地施加到缸体内的具备永久磁铁的活塞（6），使该活塞朝轴线方向往复移动，通过使上述具有永久磁体的活塞朝轴线方向的往复移动，使上述起电线圈中感应发电，其中，朝上述左右气体压力室内供给第一高压气体（G1）促进上述活塞进行移动，而且，朝该左右气体压力室内供给对第一高压气体进行补足的第二高压气体（G2）使上述活塞的移动持续。

Description

线性发电装置

技术领域

本发明涉及在构成气体压缸的活塞与缸体间进行感应发电的线性发电装置。

背景技术

下述专利文献1公开了一种线性发电装置，其对设有起电线圈的缸体的左右气体压力室交替地供给高压气体而使活塞往复运动，通过具有永久磁铁的活塞朝轴线方向的往复移动，在上述起电线圈中感应发电。

上述线性发电装置在缸体的左右端壁设置高压气体供给阀，反复进行下述动作，即，把高压气体通过高压气体供给阀供给到左气体压力室内，使其气体压力施加到活塞的左受压面，使活塞在轴线上朝右方移动，接着，当活塞到达右方移动的终端时，把高压气体通过右高压气体供给阀供给到右气体压力室内，使其气体压力施加到活塞的右受压面，使活塞在轴线上朝左方移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－189185号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述专利文献1中公开了这样一种线性发电装置，其交替地把高压气体供给到具备起电线圈的缸体的左气体压力室和其右气体压力室，使上述左气体压力室内的气体压力和上述右气体压力室内的气体压力交替地施加到缸体内的具有永久磁铁的活塞，使该活塞朝轴线方向反复移动，由此，在上述起电线圈中感应发电。

在上述线性发电装置中，为了进行稳定的感应发电，必须使缸体内的活塞以固定的行程持续地稳定移动。本发明为，当活塞由高压气体移动时，供给对上述高压气体（第一高压气体）进行补足的高压气体（第二高压气体），通过两高压气体的协同作用，取得活塞的圆滑的移动和稳定的发电。

另外，本发明提供这样一种线性发电装置，其能效率良好地利用供给到缸体内的第一高压气体的热能，能期待活塞的圆滑的移动和稳定的发电。

用于解决课题的技术手段

总而言之，本发明涉及的线性发电装置具有这样的气体压缸结构，其把高压气体交替地供给到具备起电线圈的缸体的左气体压力室和其右气体压力室，把上述左气体压力室内的气体压力和上述右气体压力室内的气体压力交替地施加到缸体内的具备永久磁铁的活塞，使该活塞朝轴线方向往复移动；通过上述具有永久磁铁的活塞朝轴线方向的往复移动，在上述起电线圈中进行感应发电，其中，朝上述左右气体压力室内供给第一高压气体，促进上述活塞的移动，而且，朝该左右气体压力室内供给对第一高压气体进行补足的第二高压气体，使上述活塞的移动持续。

在由上述第一高压气体使上述活塞开始移动之后供给上述第二高压气体。

作为优选的实施例，在供给上述第一高压气体时停止第二高压气体的供给，在供给上述第二高压气体时停止第一高压气体的供给。

而且上述第二高压气体采用在上述第一高压气体的凝结点不凝结的气体或在上述第一高压气体的凝固点不凝结的气体。作为具体例子，上述第一高压气体采用蒸汽，第二高压气体采用空气或空气与蒸汽的混合气体。

发明效果

根据本发明，可以使第一高压气体与第二高压气体协同作用使活塞圆滑地移动而稳定地感应发电。而且即使缸体长度和活塞行程长度被限定，也可以进行所期望的感应发电。

通过在由上述第一高压气体使上述活塞开始移动之后，供给上述第二高压气体使活塞的移动继续，从而，可以使气体压力室扩大并能把上述第二高压气体以比较低的供给压力顺畅地进行供给。

作为具体例子，通过在上述第一高压气体供给时停止第二高压气体的供给，当上述第二高压气体供给时停止第一高压气体的供给，从而有效地进行上述补足。

另外作为实施例，通过使上述第二高压气体为在上述第一高压气体的凝结点不凝结的气体或在上述第一高压气体的凝固点不凝结的气体，从而由上述第二高压气体回收上述第一高压气体释放的凝结热或凝固热，通过该热回收使第二高压气体膨胀，把其气体压力施加到上述活塞。

附图说明

图1是本发明涉及的线性发电装置的纵截面图。

图2A是表示在上述线性发电装置中供给第一高压气体时活塞的第一动作的纵截面图。

图2B是表示在上述线性发电装置中供给第二高压气体时活塞的第二动作的纵截面图。

图2C是表示在上述线性发电装置中排出第一高压气体、第二高压气体时活塞的第三动作的纵截面图。

图3是简要表示第一高压气体和第二高压气体的切换流路的图。

图4是表示设置了多个第二供给口的例子的纵截面图。

图5是表示设置了多个第二供给口的例子的横截面图。

图6是表示把第二供给口朝活塞受压面以倾斜角度进行配置的例子的纵截面图。

具体实施方式

以下根据图1至图6说明用来实施本发明的最佳实施方式。

本发明涉及的线性发电装置具有气体压缸结构，其把与缸体1的左端壁相接的左气体压力室4内的气体压力，和与其右端壁3相接的右气体压力室5内的气体压力交替地施加到缸体1内的活塞（自由活塞）6，使该活塞6朝轴线方向往复移动。

本发明涉及的线性发电装置采用上述气体压缸结构，并且具有这样的结构，即，在上述活塞6的与上述左气体压力室4相接的左受压面7和与上述右气体压力室5相接的右受压面8间形成永久磁铁带区域9，而且，在上述缸体1的左右端壁2、3间的筒壁上形成跨上述左右气体压力室4、5的起电线圈带区域11，通过具有上述永久磁铁带区域9的活塞6朝轴线方向的往复移动，在上述起电线圈带区域11感应发电。

交替进行朝上述左气体压力室4供给第一高压气体G1和对该第一高压气体G1进行补足的第二高压气体G2，以及朝上述右气体压力室5供给第一高压气体G1和对该第一高压气体G1进行补足的第二高压气体G2，该第一、第二高压气体G1、G2的气体压力协同作用，使上述活塞6朝轴线方向往复移动。

在此，第一高压气体G1采用蒸汽。作为另一个例子，也可以采用二氧化碳、空气等的高压的加热气体。而且第二高压气体G2采用空气或空气与蒸汽的混合气体。作为另一个例子，也可以采用氮气等的高压气体。

作为举例表示，上述第二高压气体G2采用在上述第一高压气体G1的凝结点不凝结的气体或在上述第一高压气体G1的凝固点不凝结的气体。在采用这样的第二高压气体G2的情况下，由第二高压气体G2回收第一高压气体G1释放的凝结热或凝固热，由该回收热使第二高压气体G2膨胀，把该气体压力施加到活塞6。

在上述举例表示的情况下，第二高压气体G2的凝结点低于第一高压气体G1的凝结点或凝固点，而该差越大越能提高上述热回收效果。

上述缸体1在左右端壁2、3设有端头变细状的第一供给口16，在缸筒壁上从上述左右端壁2、3隔开间隔设置有端头变细状的第二供给口17，在该筒壁的中间部设有上下一般粗形状的排出口18。

如图2A所示，当活塞6移动到途中的左端时，面对左气体压力室4的上述第二供给口17和上述排出口18被活塞6关闭，如图2B所示，在活塞朝图中右方移动的过程中，上述第二供给口17开放，能够朝左气体压力室4供给第二高压气体G2。而且如图2C所示，当活塞6移动到图中右端时，上述排出口18开放，第一、第二高压气体G1、G2能够从左气体压力室4排出。

同样，当活塞6移动到图中右端时，面对右气体压力室5的上述第二供给口17和上述排出口18被活塞6关闭，活塞6朝图中左方移动的过程中，上述第二供给口17开放，第二高压气体G2能够朝右气体压力室5供给。而且当活塞6移动到图中左端时，上述排出口18开放，第一、第二高压气体G1、G2能够从右气体压力室5排出。

如图3所示，上述第一高压气体G1，例如在采用蒸汽的情况下从蒸汽发生装置19通过压缩机20被加压，通过流路切换阀21交替地供给到左右气体压力室4、5的第一供给口16。

即，当在左气体压力室4内供给第一高压气体G1时，使一方的流路切换阀21朝与左气体压力室4相通的流路开放，使另一方的流路切换阀21对与右气体压力室5相通的流路关闭。而且同样地，当在右气体压力室5内供给第一高压气体G1时，使另一方的流路切换阀21朝与右气体压力室5相通的流路开放，使一方的流路切换阀21对与左气体压力室4相通的流路关闭。上述流路切换阀21是用来切换流路的，在压缩机20的出口设置单个的双向切换阀也可以同样进行流路切换动作。

而且上述第二高压气体G2例如在采用空气的情况下，从大气中取入第二高压气体G2并通过压缩机22进行加压，通过流路切换阀23交替地朝左右气体压力室4、5的第二供给口17供给。

即，当在左气体压力室4内供给第二高压气体G2时，使一方的流路切换阀23朝与左气体压力室4相通的流路开放，使另一方的流路切换阀23对与右气体压力室5相通的流路关闭。而且同样地，当在右气体压力室5内供给第二高压气体G2时，使另一方的流路切换阀23朝与右气体压力室5相通的流路开放，使一方的流路切换阀23对与左气体压力室4相通的流路关闭。上述流路切换阀23是用来切换流路的，在压缩机22的出口设置单个双向切换阀也可以同样地进行流路切换动作。

通过上述流路切换阀的操作在供给第一高压气体G1时停止第二高压气体G2的供给，在供给上述第二高压气体G2时停止第二高压气体G2的供给，从而，有效地由第二高压气体G2对第一高压气体G1进行补足。

上述活塞6把永久磁铁筒体6’嵌套在筒形的轭铁10上，形成使该筒形的轭铁10的筒孔13的两端开口面被受压端板14封闭的筒形活塞结构，该永久磁铁筒体6’为把永久磁铁构成的多个环6a一体地并且同轴地层合的结构。通过增减上述环6a的层合数量，可以增加活塞6（永久磁铁带区域9）的长度。

而且上述永久磁铁筒体6’的极性按照已知的电磁感应原理配置，使永久磁铁的磁力线对起电线圈带区域11的起电线圈有效地发挥作用。另外，也包括形成上述起电线圈带区域11的起电线圈随着上述极性配置而由多个单位起电线圈组形成的情况。

在上述受压端板14的外周面上设置用来与缸体1的内周面进行气密封闭的环状密封件15。而且，尽管具体情形没有图示，但是，在也可以在杉树永久磁铁筒体6’的两端外周面设置环状密封件15。

优选为，用由陶瓷板、纤维板、石材板、混凝土板、石墨板、金属板等构成的耐热板形成上述受压端板14。

以下，根据图2A～图2C，对从外部向上述左右气体压力室4、5供给第一、第二高压气体G1、G2而使活塞往复运动的动作进行说明。

如图2A所示，通过左第一供给口16向左气体压力室4供给第一高压气体G1，把该第一高压气体G1的气体压力施加到受压端板14的左受压面7，促进活塞6朝轴线右方的移动。而此时，第二高压气体G2的供给停止。

接着，如图2B所示，活塞6开始移动，当通过第二供给口17时，对左气体压力室4追加供给用来对上述第一高压气体G1进行补足的第二高压气体G2，由该第二高压气体G2对上述第一高压气体G1进行补足而使上述活塞6的移动持续。由此，可以一边扩大左气体压力室4一边以较低的供给压力顺畅地供给上述第二高压气体G2。而此时第一高压气体G1的供给停止。

在本实施例中，通过从左右端壁2、3隔开间隔设置第二供给口17，从而某期第二高压气体G2的供给时间，但是本发明不限于此，例如也包括这样的结构，即，把第二供给口17设置在左右端壁2、3的第一供给口16的附近，用切换阀等对两供给口的供给时间进行调整。

通过由上述第二高压气体G2对第二高压气体G2进行补足，从而可以获得顺畅的活塞6的移动，其结果，可以进行稳定的感应发电。

当把在上述第一高压气体G1的凝结点不凝结的气体或在上述第一高压气体的凝固点不凝结的气体用作上述第二高压气体G2时，第一高压气体G1在凝结点或凝固点释放的凝结热或凝固热被第二高压气体G2回收，由该热回收来使第二高压气体G2膨胀从而把其气体压力施加到活塞6使活塞6的移动持续。

因此，能够通过上述热回收有效利用朝左气体压力室4内供给的第一高压气体G1的热能，使活塞顺畅移动，获得稳定的发电。

接着如图2C所示，当活塞6到达上述右方移动的终端时，从排出口18排出第一高压气体G1或源于该第一高压气体G1的变性物以及第二高压气体G2。

从左气体压力室4排出第一、第二高压气体G1、G2之后，通过右第一供给口16朝右气体压力室5内供给第一高压气体G1，把该第一高压气体G1的气体压力施加到受压端板14的右受压面8，促进活塞6朝轴线左方的移动，与上述右方移动同样地，活塞6的左方移动继续到终端为止。

通过反复进行以上动作，使形成上述活塞6的永久磁铁筒体6’（永久磁铁带区域9）反复近进行往复移动，在起电线圈区域11中进行感应发电。

如上所述，不存在第一高压气体G1在活塞6的移动时一直进行供给的必然性，当供给第二高压气体G2时停止第一高压气体G1的供给。因此，第一高压气体G1只要供给能够促使处于停止状态的活塞6进行初期移动的量即可。而且之后供给的第二高压气体G2对第一高压气体G1进行补足而使活塞6的移动继续进行。

同样，在供给第一高压气体G1时停止第二高压气体G2的供给。由此，能有效地由上述第二高压气体G2对第一高压气体G1进行补足。

另外，各高压气体G1、G2的供给时间以及供给停止时间，包含存在两高压气体G1、G2重叠供给的时间的情况。而且，包含供给第二高压气体G2时停止第一高压气体G1的供给，或第一高压气体G1的供给不停止而是降低第一高压气体G1的供给量继续进行供给的情况。

图4、图5表示在划分左右气体压力室4、5的缸筒壁上分别设置多个第二供给口17的例子。

通过设置上述多个第二供给口17，可以由第二高压气体G2在多处对第一高压气体G1开始进行补足。

图6表示把第二供给口17朝向活塞6的左右受压面7、8带有倾斜角度地进行配置的例子。即，相对于缸体1的轴线带有斜角地倾斜配置。

如上所述那样，把第二供给口17朝向活塞6的左右受压面7、8带倾斜角度地进行配置的话，可以降低第二高压气体G2的内压的影响，顺畅地进行供给。而且可以在划分左右气体压力室4、5的缸筒壁上分别设置多个倾斜的第二供给口17。而且第二供给口17可以在缸体轴线方向上错开位置地配置多个。

根据上述本发明，可以由第一高压气体G1与第二高压气体G2协同作用使活塞6顺畅移动而稳定地进行感应发电。而且可以使缸体1与活塞行程，即缸体1的左右气体压力室4、5的轴线方向的长度成为被限定了的长度，进行所期望的感应发电。

附图标记说明

1缸体，2左端壁，3右端壁，4左气体压力室，5右气体压力室，6活塞，6’永久磁铁筒体，6a环，7左受压面，8右受压面，9永久磁铁带区域，10筒形轭铁，11起电线圈带区域，13筒孔，14受压端板，15环状密封件，16第一供给口，17第二供给口，18排出口，19蒸汽发生装置，20压缩机，21流路切换阀，22压缩机，23流路切换阀，G1第一高压气体，G2第二高压气体。

Claims (7)

1.一种线性发电装置，所述线性发电装置具有这样的气体压缸结构，其把高压气体交替地供给到具备起电线圈的缸体的左气体压力室和其右气体压力室，把上述左气体压力室内的气体压力和上述右气体压力室内的气体压力交替地施加到缸体内的具备永久磁铁的活塞，使该活塞朝轴线方向往复移动；通过上述具有永久磁铁的活塞朝轴线方向的往复移动，在上述起电线圈中进行感应发电，其特征在于：朝上述左右气体压力室内供给第一高压气体，促进上述活塞的移动，而且，朝该左右气体压力室内供给对第一高压气体进行补足的第二高压气体，使上述活塞的移动持续。

2.如权利要求1所述的线性发电装置，其特征在于，在由上述第一高压气体使上述活塞开始移动之后供给上述第二高压气体。

3.如权利要求1或2所述的线性发电装置，其特征在于，在供给上述第一高压气体时停止第二高压气体的供给，在供给上述第二高压气体时停止第一高压气体的供给。

4.如权利要求1或2所述的线性发电装置，其特征在于，上述第二高压气体是在上述第一高压气体的凝结点不凝结的气体或在上述第一高压气体的凝固点不凝结的气体。

5.如权利要求4所述的线性发电装置，其特征在于，上述第一高压气体为蒸汽，第二高压气体为空气或空气与蒸汽的混合气体。

6.如权利要求1或2所述的线性发电装置，其特征在于，在划分上述左气体压力室的缸筒壁和划分上述右气体压力室的缸筒壁上分别设有多个用来供给上述第二高压气体的供给口。

7.如权利要求1或2所述的线性发电装置，其特征在于，上述第一高压气体和第二高压气体分别通过不同的压缩机进行供给。