CN114127403A - 能量转换设备和控制系统 - Google Patents
能量转换设备和控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114127403A CN114127403A CN202080051988.8A CN202080051988A CN114127403A CN 114127403 A CN114127403 A CN 114127403A CN 202080051988 A CN202080051988 A CN 202080051988A CN 114127403 A CN114127403 A CN 114127403A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- engine
- piston
- working fluid
- chiller
- define
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 726
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 139
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 260
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 208
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 140
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 264
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 217
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 217
- 238000000034 method Methods 0.000 description 206
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 116
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 107
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 107
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 69
- 238000003491 array Methods 0.000 description 65
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 64
- 239000000463 material Substances 0.000 description 53
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 51
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 51
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 44
- 230000006870 function Effects 0.000 description 40
- 239000003570 air Substances 0.000 description 32
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 description 28
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 27
- 230000009471 action Effects 0.000 description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 18
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 13
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 12
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- -1 etc.) Substances 0.000 description 7
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 7
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 7
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 5
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 5
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 3
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 3
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229920004449 Halon® Polymers 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OHMHBGPWCHTMQE-UHFFFAOYSA-N 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane Chemical compound FC(F)(F)C(Cl)Cl OHMHBGPWCHTMQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRQUFUKTQHISJB-YYADALCUSA-N 2-[(E)-N-[2-(4-chlorophenoxy)propoxy]-C-propylcarbonimidoyl]-3-hydroxy-5-(thian-3-yl)cyclohex-2-en-1-one Chemical compound CCC\C(=N/OCC(C)OC1=CC=C(Cl)C=C1)C1=C(O)CC(CC1=O)C1CCCSC1 KRQUFUKTQHISJB-YYADALCUSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016347 CuSn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002535 CuZn Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910001009 interstitial alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/0435—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines the engine being of the free piston type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/044—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/045—Controlling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/045—Controlling
- F02G1/047—Controlling by varying the heating or cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/045—Controlling
- F02G1/05—Controlling by varying the rate of flow or quantity of the working gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/057—Regenerators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G3/00—Combustion-product positive-displacement engine plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/14—Details thereof
- F23K5/20—Preheating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/02—Arrangements of regenerators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/04—Arrangements of recuperators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/005—Combined with pressure or heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/04—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/14—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by endowing the walls of conduits with zones of different degrees of conduction of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F7/00—Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
- F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/02—Single-acting two piston engines
- F02G2244/06—Single-acting two piston engines of stationary cylinder type
- F02G2244/08—Single-acting two piston engines of stationary cylinder type having parallel cylinder, e.g. "Rider" engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/50—Double acting piston machines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/50—Double acting piston machines
- F02G2244/52—Double acting piston machines having interconnecting adjacent cylinders constituting a single system, e.g. "Rinia" engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/50—Double acting piston machines
- F02G2244/54—Double acting piston machines having two-cylinder twin systems, with compression in one cylinder and expansion in the other cylinder for each of the twin systems, e.g. "Finkelstein" engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2250/00—Special cycles or special engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2254/00—Heat inputs
- F02G2254/10—Heat inputs by burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2254/00—Heat inputs
- F02G2254/18—Heat inputs using deflectors, e.g. spirals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2255/00—Heater tubes
- F02G2255/10—Heater tubes dome shaped
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2255/00—Heater tubes
- F02G2255/20—Heater fins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2256/00—Coolers
- F02G2256/02—Cooler fins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2257/00—Regenerators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2258/00—Materials used
- F02G2258/10—Materials used ceramic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/40—Piston assemblies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/45—Piston rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/80—Engines without crankshafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2275/00—Controls
- F02G2275/20—Controls for preventing piston over stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2275/00—Controls
- F02G2275/40—Controls for starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2280/00—Output delivery
- F02G2280/10—Linear generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0026—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for combustion engines, e.g. for gas turbines or for Stirling engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2210/00—Heat exchange conduits
- F28F2210/10—Particular layout, e.g. for uniform temperature distribution
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/04—Communication passages between channels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
Abstract
一种系统，包括闭式循环发动机，该闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在活塞本体内移动的活塞组件。电机与活塞组件可操作地联接。控制系统包括一个或多个传感器，该传感器能够操作以检测能够在活塞本体内移动的活塞组件的活塞移动特性。控制器与所述一个或多个传感器和可控装置通信地联接。所述控制器被构造成至少部分地基于从所述一个或多个传感器接收到的数据来确定控制命令。至少部分地基于使与活塞组件可操作地联接的电机生成预选电力输出来选择控制命令。控制器向可控装置提供所确定的控制命令。可控装置能够操作以控制对设置在活塞本体内的发动机工作流体的输入。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请号62/850,701、美国临时专利申请号62/850,678、美国临时专利申请号62/850,599、美国临时专利申请号62/850,623和美国临时专利申请号62/850,692的最早可用有效申请日的权益，它们各自具有2019年5月21日的申请日，并且它们各自的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本主题大体上涉及能量转换系统、发电系统和能量分配系统。本主题另外涉及热交换器和热交换器系统。本主题进一步涉及活塞发动机组件，例如闭式循环发动机系统。本主题还进一步涉及用于控制或操作本文中的本主题的一个或多个系统的系统和方法。
背景技术
发电和配电系统面临着提供改进的发电效率和/或降低的排放量的挑战。此外，发电和配电系统面临着以较低的传输损耗提供改进的功率输出的挑战。某些发电和配电系统在改进发电效率、功率输出和排放量的同时，通常进一步面临着改进尺寸、便携性或功率密度的挑战。
某些发动机系统布置，例如闭式循环发动机，可以比其他发动机系统布置提供一些改进的效率。然而，与其它发动机布置相比，诸如斯特林发动机的闭式循环发动机布置面临着提供相对较大的功率输出或功率密度、或改进效率的挑战。闭式循环发动机可能由于低效率燃烧、低效率热交换器、低效率质量传递、对环境的热损耗、工作流体的非理想行为、不完全密封、摩擦、泵送损耗和/或其他低效率和缺陷而受到影响。因此，需要能够提供改进功率输出、改进功率密度或进一步改进效率的改进的闭式循环发动机和系统布置。另外，需要改进的闭式循环发动机，其可以被提供以改进发电和配电系统。
另外或替代地，一般需要改进的热传递装置，例如用于热力发动机，或可应用于发电系统、分配系统、推进系统、运载器系统或工业或住宅设施。
此外，需要用于操作发电系统的改进的控制系统和方法，其可以包括可共同提供改进的发电效率或减少排放量的子系统。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实施本发明来学习。
本发明的一个方面涉及一种系统，包括闭式循环发动机，该闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在活塞本体内移动的活塞组件。电机与活塞组件可操作地联接。控制系统包括一个或多个传感器，该传感器能够操作以检测能够在活塞本体内移动的活塞组件的活塞移动特性。控制器与所述一个或多个传感器和可控装置通信地联接。所述控制器被构造成至少部分地基于从所述一个或多个传感器接收到的数据来确定控制命令。至少部分地基于使与活塞组件可操作地联接的电机生成预选电力输出来选择控制命令。控制器向可控装置提供所确定的控制命令。可控装置能够操作以控制对设置在活塞体内的发动机工作流体的输入。
参考下面的描述和所附的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好地理解。并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本说明书中参考附图阐述了包括针对本领域普通技术人员的最佳模式的完整且能够实现的公开，其中：
关于第1章，
图1.1.1是描述电力需求随一天时间变化的图表；
图1.1.2是描绘电力需求对比来自各种发电和配电系统的能量供应以及由电负载需求的增加引起的发电和配电的预报供需缺口的图表；
图1.1.3是描绘卡诺效率对比温度比的图表；
图1.1.4是描绘热效率对比功率输出的图表；
图1.1.5是描绘作为燃料输入百分比的原动机的标称热平衡的图表；
图1.2.1是描绘根据本公开的一方面的用于能量转换的系统的示意框图；
图1.3.1是根据本公开的一方面的闭式循环发动机和负载装置的示例性实施例的截面图；
图1.3.2是根据本公开的一方面的发动机的示例性实施例的示例性部分的透视剖视图；
图1.4.1是根据本公开的一方面的发动机的示例性部分的透视剖视图；
图1.4.2是根据本公开的一方面的发动机的另一个示例性部分的透视剖视图；
图1.4.3是根据本公开的一方面的发动机的示例性实施例的一部分的剖视图；
图1.4.4是根据本公开的一方面的发动机的示例性实施例的一部分的透视图；
图1.4.5是在诸如关于图1.4.4提供的发动机的示例性实施例的一部分内的流体流动路径的自上而下视图；
图1.4.6是在诸如关于图1.4.4提供的发动机的示例性实施例的一部分内的流体流动路径的自下而上视图；
图1.4.7是诸如关于图1.4.4提供的发动机的示例性实施例的一部分的透视剖视图；
图1.4.8是具有根据本公开的一方面的发动机的示例性实施例的一部分的局部剖视图的透视图；
图1.5.1是诸如根据本公开的一方面提供的发动机的示例性实施例的一部分的透视图；
图1.6.1A示意性地描绘了根据本公开的一方面的发动机的示例性再生器系统；
图1.6.1B示意性地描绘了根据本公开的一方面的与发动机的一部分相关的示例性再生器本体的截面图；
图1.6.1C示意性地描绘了图1.6.1B的示例性再生器本体的顶部截面图；
图1.6.1D示意性地描绘了图1.6.1B的示例性再生器本体的放大透视截面图；
图1.6.2A示意性地描绘了另一个示例性再生器本体的截面图；
图1.6.2B示意性地描绘了又一个示例性再生器本体的截面图；
图1.6.3示意性地描绘了可以包括在再生器本体(诸如图1.6.1A或1.6.1B中所示的再生器本体)中的多个翅片阵列的透视图；
图1.6.4A示意性地描绘了可以包括在再生器本体(诸如图1.6.2B中所示的再生器本体)中的另一个示例性多个翅片阵列的透视截面图；
图1.6.4B示意性地描绘了来自图1.6.4A中所示的示例性多个翅片阵列的示例性翅片阵列；
图1.6.5示意性地描绘了图1.6.3和/或1.6.4A中所示的多个翅片阵列的侧视图；
图1.6.6A示意性地描绘了来自图1.6.3中所示的多个翅片阵列的翅片阵列的透视图；
图1.6.6B示意性地描绘了图1.6.6A中所示的翅片阵列的右侧视图；
图1.6.6C示意性地描绘了垂直于图1.6.5A中所示的透视图查看翅片阵列的翅片阵列的侧视图；
图1.6.6D示意性地描绘了从图1.6.6C中所示的透视图查看的来自图1.6.6A中所示的翅片阵列的多个翅片；以及
图1.6.7示出了描绘在发动机工作流体中再生热量的示例性方法的流程图；
图1.7.1是根据本公开的一方面的发动机的一部分的示例性实施例的侧视图；
图1.7.2是诸如关于图1.7.1提供的发动机的一部分的示例性实施例的透视图；
图1.7.3是诸如关于图1.7.1至图1.7.2提供的发动机的一部分的示例性实施例的另一个透视图；
图1.7.4是诸如关于图1.7.1至图1.7.2提供的发动机的一部分的示例性实施例的端视图；
图1.7.5是根据本公开的一方面的包括发动机和负载装置的系统的一部分的布置的实施例的示意图；
图1.7.6是根据本公开的一方面的包括发动机和负载装置的系统的一部分的布置的另一个实施例的示意图；
图1.7.7是根据本公开的一方面的包括发动机和负载装置的系统的一部分的布置的又一个实施例的示意图；
图1.7.8是根据本公开的一方面的包括发动机和负载装置的系统的一部分的布置的再一个实施例的示意图；
图1.8.1A、1.8.1B、1.8.1C、1.8.1D、1.8.1E和1.8.1F示意性地描绘了根据本公开的方面的示例性发动机组件的分解视图；
图1.8.2示意性地描绘了根据本公开的方面的另一个示例性发动机组件的放大局部分解视图；以及
图1.8.3示出了描绘构建发动机组件的示例性方法的流程图。
关于第5章，
图5.1.1提供根据本公开的一方面的发电系统的示意框图；
图5.1.2提供了图5.1.1的发电系统的详细示意图；
图5.1.3提供了图5.1.1和5.1.2的发电系统的控制系统的框图；
图5.1.4提供了描绘图5.1.1和5.1.2的发电系统的各种操作模式的框图；
图5.1.5提供了描述使图5.1.1和5.1.2的发电系统初始化的示例方法的流程图；
图5.1.6提供了包括图5.1.2的发电系统的发电，该发电系统作为能够操作以向一个或多个能量存储装置提供电力的多个发电系统中的一个；
图5.1.7提供了设置在图5.1.1和5.1.2的发电系统的闭式循环发动机的活塞体之一内的示例活塞组件的示意图，并且描绘了处于上死点位置的活塞组件；
图5.1.8提供了图5.1.7的活塞组件的示意图，并且描绘了处于下死点位置的活塞组件；
图5.1.9提供了图5.1.7的活塞组件的示意图，并且描绘了被定位在活塞组件的预选冲程的中点处的活塞组件；
图5.1.10提供了其中设置有活塞组件的两个流体联接的活塞体的示意图；
图5.1.11提供了其中设置有活塞组件的两个流体连接的活塞体的另一个示意图；
图5.1.12提供了在其相关联的活塞体内移动的活塞组件的示意图；
图5.1.13提供了描述在正常模式下控制图5.1.1和5.1.2的发电系统的示例方法的流程图；
图5.1.14提供了将活塞组件的活塞速度与电机的功率输出以及对燃烧器的燃料输入相关联的示例控制规则的表，该燃烧器用于加热闭式循环发动机的热侧；
图5.1.15提供了描绘随充电时间变化的操作参数设定点以及一个或多个能量存储装置的充电容量的图表；
图5.1.16A提供了根据本公开的示例方面的发电系统的示意图，该发电系统包括多个闭式循环发动机，每个闭式循环发动机具有一个或多个相关联的电机；
图5.1.16B提供了根据本公开的示例性方面的分布式发电网络的示意图，该分布式发电网络包括多个闭式循环发动机，每个闭式循环发动机具有一个或多个相关联的电机；
图5.1.17提供了描述根据本公开的示例方面的随时间变化的电机上的施加负载以及随时间变化的对闭式循环发动机的燃烧器的燃料输入的图表；
图5.1.17B提供了描绘根据本公开的示例方面的随时间变化的电机上的多个施加负载以及随时间变化的对闭式循环发动机的燃烧器的燃料输入的图表；
图5.1.18提供了将各种差异与各种控制命令相关联的示例控制规则的表；
图5.1.19提供了根据本公开的实施例的用于控制发电系统的示例反馈控制回路；
图5.1.20提供了根据本公开的实施例的用于控制发电系统的另一个示例反馈控制回路；
图5.1.21提供了图5.1.1和5.1.2的发电系统的配套设施的示例加热器回路的示意图；
图5.1.22提供了图5.1.2的闭式循环发动机的两个流体联接的活塞体的示意图；
图5.1.22A是根据本公开的示例方面的用于控制系统的方法的流程图；
图5.1.23提供了根据本公开的示例方面的描绘随时间变化的电机上的施加负载以及随时间变化的活塞速度的图表；
图5.1.24提供了根据本公开的示例方面的防撞系统b1550的示意图；
图5.1.25提供了根据本公开的示例方面的描绘当系统从空闲模式转变到充电模式时随时间变化的电机上的施加负载以及燃料输入的图表；
图5.1.26提供了根据本公开的示例方面的描绘当系统从充电模式转变为空闲模式时随时间变化的电机上的施加负载以及燃料输入的图表；
图5.1.27提供了根据本公开的一方面的热泵系统的示意框图；以及
图5.1.28提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统。
在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。通过对本公开的解释而不是限制来提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生另一个实施例。在另一个实例中，可以改变本文相关联的范围、比率或限制以提供进一步的实施例，且全部这些实施例均在本公开的范围内。除非另有规定，否则在其中相对于比率、范围或限制来提供单位的各种实施例中，可以改变单位，和/或随后，与单位相关联的范围、比率或限制在本公开的范围内。因此，本公开旨在覆盖在所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换地用于将一个部件与另一个部件区分开来，并且不用于表示单个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。术语“回路”可以是流体可以沿着其流动的任何合适的流体路径，并且可以是开放的或闭合的，除非另有说明。
第1章——生成、转换和分配系统
第1.1章——发电、发动机和能量转换系统以及能量分配系统
发电和配电系统通常面临在能量产生期间和之后减少产生低效、传输损耗和排放量(例如氮、硫或碳的氧化物)的挑战。例如，美国能量信息管理局(EIA)估计，输电和配电(T&D)损耗在美国平均每年约5％，其它线路损耗估计为8％或更高。在美国的平均发电厂效率约为30％至40％的情况下，终端用户(例如，住宅、企业等)的总体电效率近似为25％至35％。本地、分布式或按需发电可能不需要接入T&D网络或电网，从而例如除了减少排放量和不利的环境影响外，还导致效率的至少5％的提高。
在美国，发电可以占国家温室气体排放量的近似三分之一。运输可以进一步占国家温室气体排放量的另外近似三分之一，其中约85％可以来自地面运输运载器(例如，汽车、卡车、公共汽车等)。已知的用于减少排放量的系统包括化学或催化还原后处理。然而，这种系统可能是获取和维护昂贵的、复杂的或重的，从而降低了总体系统效率。另外，这种系统可能难以调控，使得在初始获取之后可能失去排放量减少益处。此外，虽然已知的系统已经导致了诸如未燃烧的碳氢化合物、挥发性有机化合物、或者硫或氮的氧化物之类的高反应性气体的排放量减少，但是诸如二氧化碳之类的温室气体的排放量通常可以与发电和消耗对应或随着发电和消耗而增加。
发电和配电系统可以转向可再生能源，诸如太阳能、风能或潮汐能，以减少排放量。然而，可再生能源通常是周期性的或不可预知的，诸如图1.1.1和图1.1.2中所示。例如，参考图1.1.1-图1.1.2，用于太阳能发电的可用太阳光取决于一天中的时间和天气。作为另一个示例，风力发电取决于天气模式，并且可能既是不可预知的又是不规则的。作为又一个示例，潮汐发电取决于潮流和月相。另外，由于尺寸、规模以及期望的功率输出和密度，可再生能源难以结合到运输系统。
历史上，峰值电力需求诸如由于高工业使用量而发生在午后。相反，在住宅和工业使用量都相对低的夜间时段，用电量历来较低。然而，期望夜间电力需求随着电气化的增加而增加，诸如随着电动运载器的使用量的增加而增加。另外，白天电力需求可以进一步增加，进一步增加了峰值电力需求。例如，电动运载器的完全充电可能需要4至8小时，并且通常可能在用电量历来低时的夜间发生。另外或替代地，电动运载器充电可以在工作日期间发生，诸如在早晨通勤之后和上班时间期间，这可以进一步增加工业用电量。通常，当前的发电和配电系统相对于一整天的使用量和需求的变化是不灵活的，诸如关于图1.1.1-图1.1.2所示。另外，这种不灵活性可能因来自可再生能源的周期性、不规则或不可预知的发电而被恶化。
另外或替代地，发电和配电基础设施是昂贵的，并且基于不利的天气、自然或人为灾害、装备失灵和故障、或维护活动，使大面积的地理区域容易受到停电的影响。初始和持续的成本，例如维护和修理，导致了对发展中国家和农村地区进一步用电发展的障碍。建立发电和配电基础设施的相对高的成本，相对高的操作成本，以及政府、公司或消费者支付或投资发电和配电的能力可能会妨碍扩大用电。这种成本还可能对发达国家的进一步维护和发展构成障碍，因为较旧的基础设施和自然或人为灾害可能导致维护或改进的成本过高。例如，在美国，电力线路和变压器平均寿命近似为30年。这种装备的更换成本估计超过1万亿美元。
这种来自发电和配电系统的问题和障碍可能进一步对发展或扩大使用清洁水、水脱盐和食品安全构成障碍。另外或替代地，可以克服分配阻碍的较小规模的或者便携式的发电系统仍然可能面临着提供必要的功率密度和输出的挑战。功率密度和输出的这种限制通常可能会导致不能将较小规模的或便携式发电系统应用于农村地区或发展中国家。此外，由于清洁水处理和脱盐通常是能量密集型的，较小规模的或便携式发电系统通常可能不足以提供功率密度和输出来用于向农村或人口密度较低的地区提供水。
因此，需要与已知的发电系统相比提供改进的效率和减少的排放量的发电系统，该发电系统可以进一步被确定尺寸或规模以提供改进的电力分配而不会不利地影响效率和排放量。对改进的发电系统的需要是进一步的，或者替代地，使得关于电力分配、发电相对于变化的峰值电力需求、排放量、对基础设施发展的障碍、以及由运载器电气化引起的挑战和限制的问题可以各自被解决、改进或减轻。
小规模或便携式发电系统对于包括空间运载器和系统、汽车传动系和航空航天推进电气化、直接冷却源、以及便携式或分布式发电的应用是期望的，以解决关于发电效率、密度和输出的问题。然而，对于这种系统，需要改进的热效率、电转换效率或两者。
用于将热能转换为有用功的热力发动机和其它装置通常是低效的。卡诺定理指出，理想的可逆热力发动机的最大理论效率(ηCarnot)由下式给出：
其中Thot,engine是热量进入发动机的绝对温度(例如，Rankine或Kelvin)，而Tcold,ambient是发动机将其废热排放到其中的环境的绝对温度。至少基于已知的燃料源，用于陆地应用的超过90％的卡诺效率和用于空间应用的超过99％的卡诺效率在理论上是可能的。然而，在实践中，THot,engine由发动机中的材料的最高操作温度限制，并且TCold,ambient由可利用的可用散热体(例如，周围温度下的大气、水体的温度等)限制。因此，热力发动机通常可以以2与4之间的温度比(THot,engine/TCold,ambient)操作，并且具有在50％与70％之间的实际卡诺效率(图1.1.3)。相反，开式循环内燃发动机，诸如使用Otto循环的那些开式循环内燃发动机，通常至少基于开式循环发动机处的燃料类型或压缩比而被限制到在60％与70％之间的最大理论效率。闭式循环热力发动机通过与活塞发动机的相对热和冷体积的热能交换来操作。诸如斯特林布置之类的闭式循环热力发动机，或诸如Franchot或Vuilleimier布置之类的闭式循环热力发动机的变型，通常具有作为卡诺效率的最大理论效率。因此，至少基于最大理论效率和实际效率的差异，诸如斯特林布置之类的闭式循环发动机被认为具有更大的潜力来作为高效发动机。
至少基于低效燃烧、低效热交换、对周边环境的热损耗、一种或多种工作流体的非理想行为、摩擦损耗、泵送损耗、或其他低效和缺陷，而使实现发动机的最大理论效率受到挑战或限制。热力发动机的实际或真正的热效率ηth由下式给出：
其中Wout是由发动机完成的净有用功，Qin是由发动机接收到的热能，Qout是损耗或排向环境的热能。可实现的热效率倾向于随着功率输出而增加。例如，机动车应用通常是20％至35％的热效率，而大型船用和固定式柴油系统可以超过50％的热效率(图1.1.3)。斯特林发动机已经证明了高达38％的热效率。
由热力发动机产生的有用功可以进一步转换为电能。电效率(ηEl)可以以与热效率相同的方式计算：
其中Eout是从可操作地联接到发动机的电机输出的净电能，并且Qin是由发动机接收到的热能。Eout可以通过从系统生成的总功率中减去操作发电系统所需的任何电来计算。如果燃烧是发动机的加热工作流体的源，则可以使用燃料的低热值(LHV)来计算电效率。燃气涡轮发电厂已经证明了大于41％的LHV电效率。斯特林发动机已经证明了LHV电效率在10％与30％之间。
废热或来自热力发动机的未转换为有用功的一定量的热量可以在排放之前被回收以提供附加益处。可回收热量的量和质量基于循环、发动机(图1.1.5)和操作条件而变化。高等级或另外高质量的废热在被排放之前，可以在一个或多个附加热力发动机或发电循环中使用，诸如在组合循环发电系统的一个或多个底循环中使用。例如，来自燃气涡轮发电系统的废热可用于使水沸腾，以用于底部蒸汽发电循环。组合循环发电系统的电效率ηCC由下式给出：
其中，Eout，1是由第一发电循环产生的净电，Eout，2是由第二发电循环产生的净电，Eout，n是由第n个(最终)发电循环产生的净电，并且是∑Qin由系统接收到的净热能。通常，系统接收到的净热能名义上可以是顶循环的Qin，或者另外或替代地，包括任何补充热输入(例如，如果可应用的话，补充点火)。换句话说，ηCC是由整个组合循环发电系统生成的总净电除以输入到组合循环系统中的总能量。对于由蒸汽循环为底部的燃气涡轮，一些组合循环发电系统可以包括高达近似62％的效率(即，LHV电效率)。
废热也可用于产生热水、工艺蒸汽、或另外需要在组合循环之后或作为其替代在热电联产(CHP)系统或联供系统系统中产生附加能量输入的其他有用产品。热电联产系统的总体电效率由以下公式给出：
其中，Eout是系统的净有用功率输出，∑Qth是系统的净有用热输出总和，Qin是系统接收到的热能。CHP系统可能已经证明了总效率在55％与85％之间。斯特林发动机可以具有88％和更高的总效率。然而，较高的CHP系统效率可以以较低的热效率、较低的电效率或两者的成本来达到。例如，可以通过使∑Qth最大化来使ηCHP最大化，这可以以发电的成本来实现。
已知的闭式循环发动机，诸如斯特林布置，面临着产生增大等级的功率输出和功率密度的挑战，并且通常以更大的尺寸和规模来折衷改进的效率或功率输出。这种较大的尺寸或规模可能会抹杀发动机的其它期望的质量，诸如相对小的规模或便携性。斯特林发动机趋向于小，其发电为1-5kW用于家用，高达25kW用于商用，或高达75kW用于军用。至少一个75kW发动机的斯特林发动机是用于潜艇的四轴运动学斯特林发动机。标称直径1.1m，长1.75m，包括发电机和控制系统，但不包括燃料或氧化剂源，能量密度为175kWh/吨。
斯特林发动机通常可以包括两种类型：运动活塞或自由活塞。运动学斯特林发动机使用机械连接的活塞组件来传输活塞的线性运动并将其转换为输出轴的旋转运动。虽然这种系统可以解决关于发动机的电力传输和稳定性的问题，但是机械连接的活塞组件经由机械构件会引入相对大的电力损耗。另外或替代地，机械连接的活塞组件的相对固定的关系限制了活塞组件的机械行程。因此，除了机械损耗(例如摩擦、泄漏、惯性等)之外，在闭式循环发动机中的机械连接的多活塞组件的效率降低。
单活塞自由活塞的闭式循环发动机布置通常交换改进的热效率，用于较低的总发电和密度。因此，单活塞自由活塞的闭式循环发动机布置通常不适于较高电力输出应用。
多活塞自由活塞的闭式循环发动机布置可以提供单活塞自由活塞布置的热效率并且进一步增大总发电。然而，多活塞自由活塞布置通常与单活塞布置和机械连接的多活塞布置的不同之处在于，多活塞自由活塞布置的循环或运动通常由包括自由活塞、热源和电力提取设备的整个系统的热机械相互作用来确定。热机械相互作用还可以包括机械损耗及其对整个系统的平衡的影响。
例如，多活塞自由活塞的闭式循环发动机面临响应时间滞后的挑战。作为另一个示例，如果一个活塞组件偏离指定位置，则随后的振荡可能变得不平衡。不平衡的布置可能导致不期望的振动，活塞碰撞到端壁，或其他可能进一步减少功率输出、引起磨损和劣化、或以其他方式减少多活塞自由活塞发动机的有效、稳定或有效使用的机械损耗。
因此，需要改进的闭式循环发动机，例如提供改进的发电效率和输出的斯特林发动机。另外，需要可以进一步保留或改进功率密度的这种改进的闭式循环发动机，以便提供相对小规模或便携性，从而提供对发电和配电系统的改进的应用。
第1.2章——用于能量转换的系统
现在参考图1.2.1，提供了描绘用于能量转换的系统(下文中称为“系统A10”)的示例性示意框图。本文提供的系统A10的各种实施例包括用于发电的系统、热回收系统、热泵或低温冷却器、包括和/或用作底循环和/或顶循环的系统、或用于产生有用功或能量的其他系统、或其组合。另外参考图1.3.1，系统A10的各种实施例包括可操作地联接到负载装置c092的闭式循环发动机设备(下文中称为“发动机A100”、设备“A100”或“发动机组件C900”，或者本文以其他方式表示)。发动机A100包含基本上固定质量的发动机工作流体，热能在相应的冷侧热交换器A42和热侧热交换器C108处与发动机工作流体进行交换。在一个实施例中，发动机工作流体是氦气。在其他实施例中，发动机工作流体可以包括空气、氮气、氢气、氦气或任何适当的可压缩流体或其组合。在还有的各种实施例中，根据本公开，可以利用任何合适的发动机工作流体。在示例性实施例中，发动机工作流体可以包括气体，诸如惰性气体。例如，诸如氦气之类的稀有气体可以用作发动机工作流体。示例性工作流体优选是惰性的，使得它们通常不参与化学反应，诸如在发动机环境内的氧化。示例性稀有气体包括单原子气体，诸如氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，以及这些气体的组合。在一些实施例中，发动机工作流体可以包括空气、氧气、氮气或二氧化碳以及这些的组合。在还有的各种实施例中，发动机工作流体可以是本文描述的一个或多个元件的液体流体或其组合。应当进一步理解，发动机工作流体的各种实施例可以包括适用于发动机工作流体的颗粒或其他物质。
在各种实施例中，负载装置C092是机械工作装置或电机。在一个实施例中，负载装置C092是泵、压缩机或其它工作装置。在另一个实施例中，作为电机的负载装置C092被构造为根据活塞组件A1010在发动机处的移动而产生电能的发电机。在又一个实施例中，电机被构造为提供动力以移动或致动活塞组件A1010的马达，以便提供初始移动(例如，起动器马达)。在还有的各种实施例中，电机限定了马达和发电机或其它电机设备，诸如本文进一步描述的。
加热器本体C100热联接到发动机A100。加热器本体C100大体上可以限定用于产生或以其他方式提供加热工作流体的任何设备，以便向发动机工作流体提供热能。本文进一步提供了加热器本体C100的各种实施例。示例性加热器本体C100可以包括但不限于燃烧或爆震组件、电加热器、核能源、诸如太阳能的可再生能源、燃料电池、热回收系统，或者作为另一个系统的底循环。可以限定热回收系统的示例性加热器本体C100包括但不限于一般工业废热、气体或蒸汽涡轮废热、核废热、地热能、农业或动物废物的分解、熔融土或金属或钢厂气体、一般工业干燥系统或窑炉、或燃料电池。向发动机工作流体提供热能的示例性加热器本体C100大体上可以包括热电联产循环或联供系统或发电系统的全部或部分。
在各种实施例中，加热器本体C100被构造成经由加热工作流体向发动机工作流体提供热能。加热工作流体可以至少部分地基于热量和由提供燃料和氧化剂的一个或多个燃料源和氧化剂源所提供的液体、气态或其他流体。在各种实施例中，燃料大体上包括但不限于一般烃和烃混合物、包括一部分液体的“湿”气体(例如，用液体蒸气饱和的湿气体、具有近似10％液体和近似90％气体的多相流、与石油混合的天然气、或其他液体和气体组合等)，石油或原油(例如，阿拉伯超轻质原油、阿拉伯超轻质油、轻质原油、中质原油、重质原油、重质燃料油等)，天然气(例如，包括酸性气体)，生物柴油冷凝物或天然气液体(例如，包括液化天然气(LNG))，二甲醚(DME)，馏出油#2(DO2)，乙烷(C2)，甲烷，高H2燃料，包括氢混合物的燃料(例如，丙烷、丁烷、液化石油气、石脑油等)，柴油，煤油(例如喷气燃料，例如但不限于Jet A、Jet A-1、JP1等)，醇(例如甲醇、乙醇等)，合成气，焦化气，填埋气等或其组合。
在各种实施例中，系统A10包括诸如本文进一步描述的工作流体本体C108。在一个实施例中，工作流体本体C108限定例如本文进一步描述的热侧热交换器A160，热能从热侧热交换器A160被输出到在发动机的膨胀室A221处的发动机工作流体。工作流体本体C108被定位在发动机的膨胀室A221处，膨胀室A221与加热器本体C100热连通。在其他实施例中，工作流体本体C108可以与加热器本体C100分离，使得加热工作流体以热连通的方式被提供，或者另外，以与工作流体本体C108流体连通的方式提供。在特定实施例中，工作流体本体C108被定位成与加热器本体C100和发动机A100的膨胀室A221直接热连通，以便从加热器本体C100接收热能，并将热能提供给发动机内的发动机工作流体。
在还有的各种实施例中，加热器本体C100可以包括至发动机的单个膨胀室A221的单个热能输出源。因此，系统A10可以包括多个加热器组件，每个加热器组件在每个膨胀室A221处向发动机工作流体提供热能。在其它实施例中，例如关于图1.3.1所示，加热器本体C100可以向发动机的多个膨胀室A221提供热能。在还有的其它实施例中，例如关于图8所示，加热器本体包括至发动机的全部膨胀室A221的单个热能输出源。
系统A10进一步包括冷冻机组件，诸如本文进一步描述的冷冻机组件A40。冷冻机组件A40被构造成接收和置换来自发动机的压缩室A222的热能。系统A10包括冷侧热交换器A42，冷侧热交换器A42热联接到闭式循环发动机的压缩室A222和冷冻机组件。在一个实施例中，冷侧热交换器A42和限定发动机的压缩室A222的活塞本体C700一起被限定为整体的单一结构，诸如关于图1.4.1-1.4.7进一步示出和描述的。在还有的各种实施例中，冷侧热交换器A42、限定压缩室A222的活塞本体C700的至少一部分和冷冻机组件的至少一部分一起限定了整体的单一结构。
在各种实施例中，冷冻机组件A40是发动机A100的底循环。因此，冷冻机组件A40被构造成从发动机A100接收热能。在冷冻机组件A40处诸如通过冷侧热交换器A42或本文进一步的冷侧热交换器A170，从发动机A100接收到的热能被添加到冷冻机组件A40处的冷冻机工作流体中。在各种实施例中，冷冻机组件A40限定了Rankine循环系统，冷冻机工作流体通过Rankin循环系统在具有压缩机的闭回路布置中流动。在一些实施例中，冷冻机工作流体进一步在具有膨胀机的闭回路布置中。在还有的各种实施例中，系统A10包括热交换器A88(图1.3.2)。在各种实施例中，热交换器A188可以包括冷凝器或散热器。冷侧热交换器A40被定位在压缩机的下游和膨胀机的上游，并与闭式循环发动机的压缩室A222热连通，例如关于图1.3.1-图1.3.2进一步描绘和描述的。在各种实施例中，冷侧热交换器A42可以大体上限定接收来自发动机A40的热能的蒸发器。
仍参考图1.2.1，在一些实施例中，热交换器A188被定位在膨胀机的下游和压缩机的上游，并与冷却工作流体热连通。在图1.2.1中提供的示意框图中，冷却工作流体是空气源。然而，在各种实施例中，冷却流体可以限定与热交换器热连通的任何合适的流体。热交换器可以进一步限定被构造成从冷冻机组件A40散发或分发热能的散热器。以与热交换器热连通的方式提供来自冷却流体源的冷却工作流体的流动，以进一步帮助从冷冻机组件A40内的冷冻机工作流体向冷却工作流体的热传递。
如本文进一步描述的，在各种实施例中，冷冻机组件A40可以包括基本恒定密度的热交换器。恒定密度热交换器大体上包括室，该室包括入口和出口，入口和出口各自被构造成当来自闭式循环发动机的热量被传递到冷侧热交换器A42时，在一段时间内容纳或留住一部分冷冻机工作流体。在各种实施例中，室可以限定线性或旋转室，入口和出口在该线性或旋转室处经由阀或端口周期性地打开和关闭，以便将冷冻机工作流体留住在室内达期望的时间量。在还有的各种实施例中，限定恒定密度热交换器的室的入口和出口处的速率至少是在入口和出口之间的室内留住的流体颗粒的速度的函数。包括恒定密度热交换器的冷冻机组件A40可以在诸如本文进一步描述的系统A10处提供效率、或效率增加、性能、功率密度等。
应当理解，在其他实施例中，系统A10的冷冻机组件A40大体上可以包括热能槽。例如，冷冻机组件A40可以包括水体、真空空间、周围空气、液体金属、惰性气体等。在还有的各种实施例中，冷冻机组件A40处的冷冻机工作流体可以包括但不限于压缩空气、水或水基溶液、油或油基溶液、或制冷剂，制冷剂包括但不限于第1类、第2类或第3类制冷剂。进一步示例性制冷剂可以包括但不限于超临界流体，超临界流体包括但不限于二氧化碳、水、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇、丙酮或一氧化二氮，或其组合。还有的示例性制冷剂可以包括但不限于卤化烷(halon)、全氯烯烃、全氯碳化物、全氟烯烃、全氟碳化物、氢烯烃、烃、氢氯烯烃、氢氯烃、氢氟烯烃、氢氟烃、氢氯烯烃、氢氯氟烃、氯氟烯烃或氯氟烃类制冷剂，或其组合。制冷剂的进一步示例性实施例可以包括但不限于甲胺、乙胺、氢、氦、氨、水、氖、氮、空气、氧、氩、二氧化硫、二氧化碳、一氧化二氮或氪，或其组合。
应当理解，在包括用于冷冻机工作流体的可燃或易燃制冷剂的情况下，系统A10的各种实施例可以有利地流体连通地联接加热器本体C100和/或燃料源以及冷冻机组件A40，使得在冷冻机组件A40处提供热能的可燃或易燃工作流体可以进一步用作燃料源，用于生成加热工作流体并随之生成热能，以从加热器本体C100输出到发动机A100处的发动机工作流体。
系统A10的各种实施例包括控制本文公开的各种子系统的控制系统和方法，诸如但不限于燃料源、氧化剂源、冷却流体源、加热器本体C100、冷冻机组件C40、发动机A100和负载装置C092，包括任何流率、压力、温度、负载、放电、频率、振幅、或与系统A10相关联的其它合适的控制特性。在一个方面，提供了用于限定发电系统的系统A10的控制系统。发电系统包括一个或多个闭式循环发动机(诸如发动机A100)，限定可操作地联接到发动机的电机(诸如负载装置C092)的一个或多个负载装置，以及与电机连通的一个或多个能量存储装置。
控制系统可以控制闭式循环发动机及其相关联的配套设施以生成温差，诸如发动机工作流体相对于加热工作流体和冷冻机工作流体的温差。因此，发动机限定了诸如在膨胀室A221处的热侧和诸如在压缩室A222处的冷侧。温差使得自由活塞组件A1010在它们相应的活塞室内移动，它们相应的活塞室被限定在相应活塞本体C700处。活塞A1011的移动使得电机生成电力。所生成的电力可以被提供给能量存储装置，用于对其进行充电。控制系统监测与闭式循环发动机相关联的一个或多个操作参数，诸如活塞移动(例如，振幅和位置)，以及与电机相关联的一个或多个操作参数，诸如电压或电流。基于这些参数，控制系统生成提供给系统A10的一个或多个可控装置的控制命令。可控装置根据控制命令执行控制动作。因此，可以实现系统A10的期望输出。
此外，控制系统可以监测和预测电机上的负载变化，并且可以控制发动机A100预测这种负载变化以更好地维持稳态操作，尽管电机上的电气负载变化是动态的并且有时是显著的。还提供了一种控制发电系统的方法。另一方面，提供了一种用于热泵系统的控制系统。热泵系统包括本文所述的一个或多个闭式循环发动机。还提供了一种控制热泵系统的方法。因此，本文详细提供了发电和热泵系统以及控制方法。
第1.3章——能量转换设备
现在参考图1.3.1-图1.3.2，进一步提供了系统A10的示例性实施例。图1.3.1是包括加热器本体C100和冷冻机组件A40的系统A10的示例性截面图，加热器本体C100和冷冻机组件A40各自与发动机A100热连通，或者特别是与发动机A100内的发动机工作流体热连通，诸如根据图1.2.1的示意框图所示和描述的。图1.3.2是发动机A100的一部分的示例性剖视透视图。系统A10包括闭式循环发动机A100，闭式循环发动机A100包括活塞组件A1010，活塞组件A1010被定位在由限定活塞本体C700的壁所限定的体积或活塞室C112(图1.8.1A-图1.8.1F)内。活塞本体C700内的体积通过活塞组件A1010的活塞A1011而被分离成第一室、或热室、或膨胀室A221，和第二室、或冷室(相对于热室)、或压缩室A222。膨胀室A221相对于热远离加热器本体C100的压缩室A222被定位成热靠近加热器本体C100。压缩室A222相对于热远离冷冻机组件A40的膨胀室A221被定位成热靠近冷冻机组件A40。
在各种实施例中，活塞组件A1010限定双端活塞组件A1010，其中一对活塞A1011各自联接到连接构件A1030。连接构件A1030可以大体上限定沿着活塞组件A1010的运动方向而延伸的刚性轴或杆。在其他实施例中，连接构件A1030包括诸如本文进一步提供的一个或多个弹簧或弹簧组件，以提供连接构件A1030的柔性或非刚性运动。在还有的其他实施例中，连接构件A1030可以进一步限定一对活塞A1011之间的基本U形或V形连接件。
每个活塞A1011被定位在活塞本体C700内，以便在活塞本体C700的体积内限定膨胀室A221和压缩室A222。负载装置c092可操作地联接到活塞组件A1010，以便从活塞组件A1010提取能量，向活塞组件A1010提供能量，或者两者。限定电机的负载装置c092经由连接构件A1030与闭式循环发动机磁连通。在各种实施例中，活塞组件A1010包括定位成与电机的定子组件A182可操作地连通的动态构件A181。定子组件A182大体上可以包括相对于活塞组件A1010周向缠绕并沿着横向方向L延伸的多个绕组。在一个实施例中，诸如关于图1.3.1所描述的，动态构件A181连接到连接构件A1030。电机可以进一步被定位在每个活塞组件A1010的一对活塞A1011之间。活塞组件A1010的动态运动在电机处生成电。例如，由活塞组件A1010的每个活塞A1011所限定的每对室之间的动态构件A181的线性运动经由与包围动态构件A181的定子组件A182的磁连通而生成电。
参考图1.3.1-图1.3.2，在各种实施例中，工作流体本体C108可以进一步限定膨胀室A221的至少一部分。在一个实施例中，诸如本文进一步描述的，工作流体本体C108限定具有活塞本体C700的至少一部分的单一或整体结构，以便限定膨胀室A221的至少一部分。在一些实施例中，加热器本体C100进一步限定工作流体本体C108的至少一部分，以便限定具有工作流体本体C108的单一或整体结构，诸如本文进一步描述的。在一个实施例中，诸如关于图1.5.1进一步示出和描述的，系统A10包括被定位在加热器本体C100与活塞本体C700的膨胀室A221之间的热侧热交换器或工作流体本体C108。在各种实施例中，诸如关于图1.5.1进一步示出和描述的，工作流体本体C108包括从膨胀室A221延伸的多个加热器管道或工作流体路径C110。
发动机A100限定各自相对于横向方向L的外端A103和内端A104。外端A103限定发动机A100的横向远端，并且内端104限定发动机A100的横向向内或中心位置。在一个实施例中，诸如关于图1.3.1-图1.3.2所示，加热器本体C100被定位在系统A10的外端A103。活塞本体C700包括在膨胀室A221处的圆顶结构A26。膨胀室圆顶结构A26在膨胀室A221的外端A103上提供了减少的表面面积热损耗。在各种实施例中，活塞组件A1010的活塞A1011进一步包括对应于膨胀室A221圆顶的圆顶活塞A1011。圆顶结构A26、圆顶活塞A1011或两者可以在室A221、A222处提供较高的压缩比，以便改进功率密度和输出。
冷冻机组件A40被定位成与每个压缩室A222热连通。参考图1.3.1-图1.3.2，冷冻机组件A40沿着横向方向L相对于加热器本体C100向内定位。在一个实施例中，冷冻机组件A40沿着横向方向L被横向地定位在加热器本体C100与负载装置c092之间。冷冻机组件A40在冷侧热交换器A42和/或压缩室A222处提供与发动机工作流体热连通的冷冻机工作流体。在各种实施例中，活塞本体C700在至少包围活塞本体C700的压缩室A222部分的内体积壁A46和外体积壁A48之间限定冷侧热交换器A42。
在各种实施例中，诸如关于图1.3.1-图1.3.2所示的，负载装置c092在系统A10的内端A104处被定位在横向相对的活塞A1011之间。负载装置c092可以进一步包括被横向定位在活塞本体C700之间的机器本体c918。机器本体c918包围并收容限定电机的负载装置c092的定子组件A182。机器本体c918进一步包围附接到活塞组件A1010的连接构件A1030的电机的动态构件A181。在各种实施例中，诸如关于图1.3.1-图1.3.2所示的，机器本体c918进一步在相对于膨胀室A221圆顶处于横向远端的压缩室A222处提供内端壁A50。
第1.4章——冷侧热交换器、活塞本体和冷冻机组件
现在参考图1.4.1-图1.4.7，提供了活塞本体C700的一部分、冷侧热交换器A42和冷冻机组件A40的示例性实施例。在各种实施例中，系统A10包括冷侧热交换器A42，冷侧热交换器A42进一步包括多个冷冻机管道A54，每个冷冻机管道A54限定冷冻机通道A56，冷冻机通道A56提供发动机工作流体通过冷冻机管道A54和压缩室A222的流体连通。活塞本体C700包括外体积壁A48和内体积壁A46，外体积壁A48和内体积壁A46各自沿着与横向方向L垂直的径向方向R分开。每个体积壁A46、A48可以相对于延伸通过每个活塞本体C700的活塞本体中心线A12而被至少部分地周向限定。
在图1.4.1-1.4.2的透视剖视图中描绘的实施例中，每个体积壁A46、A48沿着横向方向L延伸。外体积壁A48包围多个冷冻机管道A54。多个冷冻机管道A54被定位在外体积壁A48与内体积壁A46之间。冷侧热交换器A42进一步包括在外体积壁A48与内体积壁A46之间延伸的室壁A52。室壁A52、外体积壁A48和内体积壁A46一起限定了包围多个冷冻机管道A54的冷冻机工作流体通道A66。冷冻机管道A54限定壁式歧管，该壁式歧管使冷冻机通道A56(即，发动机工作流体流过的通道)和冷冻机工作流体通道A66(即，冷冻机工作流体流过的通道)流体分离。因此，流过冷冻机工作流体通道A66的冷冻机工作流体与流过冷冻机管道A54的发动机工作流体被流体分离。另外，流过冷冻机工作流体通道A66的冷冻机工作流体与流过冷冻机管道A54的发动机工作流体热连通。
在各种实施例中，室壁A52在体积壁之间以相对于活塞组件A1010沿其延伸的横向方向L成锐角地延伸。在一个实施例中，室壁A52相对于横向方向L在0度与近似90度之间延伸。在另一个实施例中，室壁A52相对于体积壁A46、A48基本上沿其延伸的横向方向L在30度与近似60度之间延伸。在另一个实施例中，室壁A52相对于横向方向L以近似45度延伸。室壁A52进一步连接到外体积壁A48、内体积壁A46和冷冻机管道A54，以便彼此提供支撑。沿着锐角延伸的室壁A52可以进一步提供冷冻机管道A54在冷冻机工作流体通道A66内的有利放置，以提升从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递。
在发动机A100的操作期间，容许发动机工作流体的一部分经由多个冷冻机通道开口A58从压缩室A222进入多个冷冻机管道A54。冷冻机通道开口A58被限定在冷冻机管道A54与压缩室A222的流体接口处。在各种实施例中，冷冻机通道开口A58提供与压缩室A222的直接流体连通。在一个实施例中，发动机的压缩室A222与冷侧热交换器A42之间的距离，或特别地，与冷冻机工作流体直接热连通的多个冷冻机管道A54之间的距离，基本上为零。换句话说，从压缩室A222到与冷冻机工作流体直接热连通的冷冻机管道A54(即，冷冻机工作流体与冷冻机管道A54的外壁流体接触，以便冷冻机管道A54内提供与发动机工作流体的直接热连通)的距离是室壁A52的厚度，多个冷冻机通道开口A58被限定通过室壁A52。压缩室A222与冷侧热交换器A42之间超过或大于室壁A52的厚度的距离近似为零。
更进一步地，在发动机A100的操作期间，活塞组件A1010的压缩冲程通常可以推动发动机工作流体通过冷冻机管道A54。冷冻机管道A54中的冷冻机通道A56内的发动机工作流体与冷冻机工作流体通道A66内包绕冷冻机管道A54的冷冻机工作流体热连通。活塞组件A1010的膨胀冲程通常可以拉动发动机工作流体通过冷冻机管道A54，以便使发动机工作流体通过冷冻机通道开口A58从冷冻机管道A54外出并进入压缩室A222。如本文进一步描述的，冷冻机工作流体通道A66与冷冻机工作流体出口开口A78和冷冻机工作流体出口开口A80流体连通，共同提供冷冻机工作流体的流动，以便在冷冻机管道A54处从发动机工作流体中去除和置换热能。如本文更进一步描述的，冷冻机工作流体通道A66、冷冻机工作流体出口开口A78和/或冷冻机工作流体输出可以形成冷冻机组件的线路，在该线路处，来自压缩室A222处的发动机工作流体的热能从闭式循环发动机释放。
外室壁A53和至少一个室壁A52可以一起限定冷冻机收集室A62，发动机工作流体可以在冷冻机收集室A62处从多个冷冻机管道A54外出并收集到体积中。外室壁A53限定多个冷冻机收集室开口A60，每个冷冻机收集室开口A60对应于相应的冷冻机管道A54和冷冻机通道开口A58。如本文关于图1.4.5-1.4.7和图1.7.1-图1.7.4进一步描述的，冷冻机收集室A62进一步与壁式管道A1050流体连通，以便在一个活塞组件A1010的压缩室A222与另一个活塞组件A1010的膨胀室A221之间提供流体连通。
在各种实施例中，一个活塞组件A1010的压缩室A222经由壁式管道A1050与另一个活塞组件A1010的膨胀室A221流体连接，以提供多个室A221、A222的平衡压力和/或平衡相位流体联接布置。包括一个活塞组件A1010的膨胀室A221和另一个活塞组件A1010的压缩室A222的室互连体积限定了在不同活塞组件A1010处的室A221、A222的流体互连。在不同活塞组件处的室A221、A222的流体互连使得，如果在同一活塞组件A1010的膨胀室A221和压缩室A222之间存在任何流体连通或流体泄漏路径，则在室互连体积外面提供与室A221、A222分离的连接室A221、A222的单个流体回路。在一个实施例中，活塞组件A1010的平衡压力布置，或另外，活塞组件A1010的平衡相位布置是壁式管道A1050和室A221、A222的流体互连，使得互连体积内的室基本上流体地和/或气动地与互连体积外面的室分离，以在室A221，A222内的发动机工作流体处于均匀温度时，向至少一个活塞组件A1010提供彼此基本上相等且相反的力。换句话说，当一个活塞组件A1010诸如沿着横向方向L连结时，当发动机工作流体处于基本上均匀温度时，室A221、A222经由壁式管道A1050的流体互连在另一个活塞组件A1010处提供基本净零力(net zero force)。因此，当一个活塞组件A1010在这种条件下连结时，相邻或其它活塞组件A1010至少由于活塞组件A1010处的净零力而保持稳定。在各种实施例中，当没有热输入或热能从加热器本体C100或工作流体本体C108被提供到发动机工作流体时，限定基本均匀的温度。
现在参考图1.4.3，提供了一对活塞本体C700的实施例的侧剖视图。关于图1.4.3所示的实施例被构造成与关于图1.4.1-1.4.2所示和所描述的基本类似。图1.4.3进一步提供了活塞本体C700内的局部剖视图，露出体积壁A46、A48之间的多个冷冻机管道A54的一部分。在各种实施例中，冷冻机管道A54在冷冻机通道开口A58与冷冻机收集室A62之间沿着横向方向L延伸。在一个实施例中，冷冻机管道A54至少部分地沿着相对于横向方向L倾斜或正交的方向延伸。在各种实施例中，冷冻机管道A54基本上围绕活塞本体C700周向延伸。冷冻机管道A54可以至少部分地沿着相对于横向方向L倾斜或正交的方向延伸，以便期望地增大限定在冷冻机管道A54内的冷冻机通道A56的表面面积，表面面积冷冻机管道A54处的发动机工作流体与冷侧热交换器A42中的冷冻机工作流体热连通。由冷冻机管道A54限定的冷冻机通道A56的表面面积的期望增大提供了第一冷冻机工作流体通道A68和第二冷冻机工作流体通道A70中的周边冷冻机工作流体热连通，以便改进从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递的机会。在一个实施例中，发动机工作流体期望地与周边冷冻机工作流体热连通的表面面积期望地通过调节冷冻机管道A54的横向、周向或正交延伸来被调节，从而调节冷冻机通道A56的热交换表面面积。在一个实施例中，冷冻机管道A54可以在冷冻机通道开口A58与冷冻机收集室A62之间至少部分地沿弯曲或周向或螺旋方向(诸如螺旋线)延伸。在另一个实施例中，冷冻机管道A54可以在冷冻机通道开口A58与冷冻机收集室A62之间以锯齿形或蛇形图案延伸。然而，应当理解，可以限定其它几何形状，以便相对于冷冻机工作流体通道A66产生冷冻机管道A54的期望热交换表面面积。
应当理解，在各种实施例中，限定在本文描述的每个冷冻机管道A54内的冷冻机通道A56的表面面积对应于冷冻机通道A56，诸如发动机工作流体在其处直接接触的冷冻机管道A54的内壁或表面。在一个实施例中，表面面积限定冷冻机通道A56的标称表面面积，例如冷冻机管道A54的横截面。在其它实施例中，对于冷冻机管道A54内的冷冻机通道A56，特征可以被添加或改变，诸如但不限于表面粗糙度、突部、凹陷、尖刺、结节、环、钩、隆起、突节、凝块、团块、旋钮、凸起、突起、鼓出、扩生、外生、增生、鼓泡、伸出部等，或其他凸起物质，或其组合，以期望地改变发动机工作流体的流率、压降、热传递、流动剖面或流体动力学。
仍参考图1.4.3，各种实施例进一步包括在第一活塞本体C700与第二活塞本体C700之间延伸的连接冷冻机管道A54。连接冷冻机管道A54提供冷冻机工作流体在两个或更多个活塞本体C700之间的流体连通。在各种实施例中，每个活塞本体C700处的冷冻机工作流体通道A66包括各自与压缩室A222热连通的第一冷冻机工作流体通道A68和第二冷冻机工作流体通道A70。第二冷冻机工作流体通道A70被定位成靠近压缩室A222处的冷冻机通道开口A58。第一冷冻机工作流体通道A68被定位成远离压缩室A222处的冷冻机通道开口A58。另外或替代地，第一冷冻机工作流体通道A68被定位成靠近冷冻机收集室A62或膨胀室A221。连接冷冻机管道A54被构造成将一个活塞本体C700(例如，第一活塞本体82)的第一冷冻机工作流体通道A68流体地连接到另一个活塞本体C700(例如，第二活塞本体84)的第二冷冻机工作流体通道A70，诸如在关于图1.4.4-1.4.7的实施例中进一步描述的。如关于图1.4.4-1.4.7和图1.7.1-图1.7.4进一步示出和描述的，冷冻机工作流体可以进入冷冻机组件A40，并在一个活塞本体C700的第一冷冻机工作流体通道A68和另一个活塞本体C700的第二冷冻机工作流体通道A70处流动。换句话说，在各种实施例中，冷冻机工作流体可以进入冷冻机组件A40，并以与一个活塞本体C700的通常较热的部分(即，沿着横向方向L靠近膨胀室A221)和被定位成靠近热室或膨胀室A221的发动机工作流体热连通的方式流动。然后，冷冻机工作流体可以流向另一个活塞本体C700，到达远离另一个活塞本体C700的热室或膨胀室A221的部分，诸如通常可以相对于第一活塞本体C700更冷。
现在参考图1.4.4，提供了发动机A100的一部分的示例性实施例的透视图。另外参考图1.4.5-1.4.6，提供了发动机A100的一部分的其它实施例。图1.4.4包括活塞本体C700内的局部剖视图，在体积壁A46、A48之间露出冷冻机管道A54。图1.4.4示出了包括连接冷冻机管道A54的至少一对活塞本体C700，以便提供从第一活塞本体C700的第一冷冻机工作流体通道A68到第二活塞本体C700的第二冷冻机工作流体通道A70的流体连通和热连通。另外，第二活塞本体C700包括连接冷冻机管道A54，该连接冷冻机管道A54提供从第二活塞本体C700的第一冷冻机工作流体通道A68到与第一活塞本体C700和第二活塞本体C700不同的另一个相邻活塞本体C700的另一个相邻第二冷冻机工作流体通道A70的流体连通和热连通。
参考图1.4.5，提供图1.4.4中所示的发动机的一部分的示例性实施例的自上而下视图。另外参考图1.4.6，提供图1.4.4中所示的发动机的一部分的示例性实施例的自下而上视图。参见图1.4.5-1.4.6，实施例还描绘了在活塞本体C700对之间延伸的连接冷冻机管道A54。在一个实施例中，诸如图1.4.5-1.4.6所示，发动机包括冷冻机工作流体入口开口A78，冷冻机工作流体通过冷冻机工作流体入口开口A78被提供给冷冻机工作流体通道A66。冷冻机工作流体入口开口A78可以大体上被向内定位在发动机内或靠近参考纵向轴线C204。参考图1.4.6，在一个实施例中，冷冻机工作流体通道A66可以限定来自冷冻机工作流体入口开口A78且至少部分围绕一个活塞本体C700的流动路径。流动路径可以进一步穿过连接冷冻机管道A54延伸到邻近或紧挨着第一活塞本体82的另一个或第二活塞本体84。冷冻机工作流体通道A66的流动路径进一步基本上围绕其他活塞本体C700(例如，在第二活塞本体C700处示出)周向延伸。流动路径与冷冻机工作流体出口开口A80流体连通。在各种实施例中，冷冻机工作流体出口开口A80被定位在参考纵向轴线C204的外侧或远离参考纵向轴线C204。
在各种实施例中，冷冻机工作流体通道A66的流动路径从冷冻机工作流体入口开口A78至少部分地周向围绕一个活塞本体C700延伸，并且进一步穿过连接冷冻机管道A54，以至少部分地周向或基本上周向围绕另一个或邻近的活塞本体C700延伸。类似地，其他或第二活塞本体C700包括冷冻机工作流体开口和流动路径，流动路径至少部分地周向延伸到连接冷冻机管道A54，以提供与又一个活塞本体C700的流体连通和热连通，并围绕又一个活塞本体C700周向延伸到冷冻机工作流体出口开口A80。
在还有的各种实施例中，冷冻机工作流体入口开口A78、冷冻机工作流体出口开口A80或两者至少部分地沿着横向方向L或垂直于冷冻机工作流体通道A66的流动路径延伸，以便使冷冻机工作流体通过冷冻机工作流体通道A66进入和外出。
在一个实施例中，发动机包括对应于每个活塞本体C700的冷冻机工作流体入口开口A78。另外或替代地，发动机包括对应于每个活塞本体C700的冷冻机工作流体出口开口A80。还应当理解，在各种实施例中，冷冻机工作流体通道A66的流动路径至少部分地沿着横向方向L延伸，诸如关于图1.4.3所示和描述的。如在本文的各种实施例中进一步描述的，关于图1.4.3-1.4.7示出和描述的流动路径布置提供了冷冻机工作流体与发动机工作流体(诸如在每个活塞本体C700处的冷冻机管道A54内的发动机工作流体)的热连通。此外，关于图1.4.3-1.4.7示出和描述的流动路径布置进一步提供了用于从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递的所需量的热交换表面面积。因此，冷冻机管道A54、冷冻机工作流体通道A66或两者的实施例可以提供从发动机工作流体到冷冻机工作流体的改进的热能传递。此外，冷冻机管道A54、冷冻机工作流体通道A66或两者的实施例可以期望地增大来自冷室或压缩室A222的发动机工作流体相对于热室或膨胀室A221的温差。另外或替代地，冷冻机管道A54、冷冻机工作流体通道A66或两者的实施例可以期望地是发动机A100的冲程或循环时间或周期。
现在参考图1.4.7，提供了图1.4.4中所示的发动机A100的一部分的示例性实施例的剖视透视图。关于图1.4.7的示例性实施例可以被构造成与图1.4.1-1.4.6中所示和描述的基本上类似。剖视图进一步示出了由冷冻机工作流体通道A66包围的冷冻机管道A54。关于图1.4.7并在图1.4.5-1.4.6中进一步至少部分地示出的实施例，壁式管道A1050的一部分从纵向轴线C204相对于径向方向R在多个活塞本体C700的内侧延伸通过发动机A100。在一个实施例中，诸如关于图1.4.7所示的，多个壁式管道A1050靠近参考纵向轴线C204延伸，诸如相对于纵向轴线C204沿着径向方向R在活塞本体C700的内侧延伸。然而，在其它实施例中，诸如关于图1.7.1至图1.7.4所示的，壁式管道A1050可以在活塞本体C700的外侧延伸，诸如相对于纵向轴线C204沿着径向方向R向外侧延伸。
现在参考图1.4.8，提供了发动机A100的另一个示例性实施例的透视图。图1.4.8中的透视图进一步包括活塞本体C700内露出冷冻机工作流体通道A66和冷冻机管道A54的局部剖视图。关于图1.4.8提供的实施例被构造成基本上与图3-1.4.7中所示和描述的类似。在图1.4.8中，冷冻机工作流体通道A66描绘了单个或共同的冷冻机工作流体入口开口A78，冷冻机工作流体通道A66从该冷冻机工作流体入口开口A78向每个活塞本体C700提供分离的流动路径。冷冻机工作流体通道A66进一步描绘了单个或共同的冷冻机工作流体出口开口A80，冷冻机工作流体通道A66在通过单个冷冻机工作流体出口开口A80使冷冻机工作流体外出之前，在冷冻机工作流体出口开口A80处重新组合分离的冷冻机工作流体通道A66。
参考图1.4.8，在冷冻机工作流体入口开口A78处的冷冻机工作流体通道A66分成提供给靠近冷冻机工作流体入口开口A78的活塞本体C700的较短的冷冻机工作流体流动路径。在冷冻机工作流体入口开口A78处的冷冻机工作流体通道A66进一步分成提供给远离冷冻机工作流体入口开口A78的活塞本体C700的较长的冷冻机工作流体流动路径。
在各种实施例中，远离冷冻机工作流体入口开口A78的活塞本体C700另外靠近冷冻机工作流体出口开口A80。较短的冷冻机工作流体流动路径提供来自靠近冷冻机工作流体出口开口A80的活塞本体C700的较短的流动路径。冷冻机工作流体流动路径A66进一步提供了来自远离冷冻机工作流体出口A80的活塞本体C700的较长的流动路径(相对于第一冷冻机工作流体流动路径)。
在一个实施例中，诸如靠近冷冻机工作流体入口开口A78的活塞本体C700，经由较短的冷冻机工作流体流动路径接收冷冻机工作流体，并且经由较长的冷冻机工作流体流动路径使冷冻机工作流体外出。或者，诸如靠近冷冻机工作流体出口开口A80的活塞本体C700，经由较长的冷冻机工作流体流动路径接收冷冻机工作流体，并经由较短的冷冻机工作流体流动路径使冷冻机工作流体外出。总体而言，冷冻机工作流体通道A66可以在冷冻机工作流体入口开口A78与冷冻机工作流体出口A80开口之间的每个活塞本体C700处限定基本上相等体积的流动路径。基本上相等的体积布置可以提供从每个活塞本体C700处的发动机工作流体到冷冻机工作流体的基本上均匀的热能传递。
仍参考图1.4.8，在一个实施例中，冷冻机工作流体通道A66至少部分地周向地包绕每个活塞本体C700。更进一步地，冷冻机工作流体通道A66沿着横向方向L延伸或以其它方式与活塞本体C700同向延伸，使得冷冻机工作流体包绕活塞本体C700。
在各种实施例中，诸如关于图1.4.8所示的，冷冻机管道A54沿着第一横向方向从压缩室A222延伸，并且沿着与第一横向方向相反的第二横向方向延伸。冷冻机管道A54包括在冷冻机通道开口A58与冷冻机收集室A62之间的近似180度转向。冷冻机工作流体通道A66沿着横向方向L进一步包围冷冻机管道A54。在各种实施例中，诸如图1.4.8所示，冷冻机工作流体通道A66进一步包围冷冻机管道A54的180度转向部分。冷冻机通道开口A58可以大体上被定位成防止活塞组件A1010的活塞A1011在系统A10的操作期间覆盖或以其他方式遮蔽冷冻机通道开口A58。
在操作期间，流过冷冻机工作流体通道A66的冷冻机工作流体可以从一个或多个冷冻机管道A54内的发动机工作流体接收热能。从发动机工作流体传递到冷冻机工作流体通道A66内的冷冻机工作流体的热能的速率或量可以在冷冻机工作流体通道A66的相应部分(诸如关于第一冷冻机工作流体通道A68和第二冷冻机工作流体通道A70示出和描述的)之间变化，和/或在相应活塞本体(例如，第一活塞本体和第二活塞本体)之间变化。例如，从发动机工作流体传递到冷冻机工作流体通道A66的热能的速率或量至少部分地取决于冷冻机管道A54与冷冻机工作流体通道A66之间的温度梯度，诸如发动机工作流体与冷冻机工作流体之间的温度梯度。然而，在一些实施例中，多个冷冻机管道A54内的发动机工作流体可以呈现出在至少两个活塞本体C700(例如，第一活塞本体和第二活塞本体)之间不同的温度和/或在给定活塞本体内沿着室222的横向延伸部的至少两个部分(即，室222沿着横向方向L的温度梯度)之间不同的温度。另外或替代地，多个活塞本体C700内的发动机工作流体可以呈现出在至少两个活塞本体之间不同的温度。例如，在发动机操作期间，对应于一个活塞本体(例如，第一活塞本体)的多个冷冻机管道A54内的发动机工作流体可以至少基于相应活塞本体内的活塞组件A1010的相位差而呈现出与对应于另一个活塞本体(例如，第二活塞本体)的多个冷冻机管道A54不同的温度。
在一些实施例中，当冷冻机工作流体流过冷冻机工作流体通道A66并从冷冻机管道A54内的发动机工作流体接收热能时，冷冻机工作流体的温度可以增大。在一个实施例中，如关于图1.4.3-1.4.7所示，至少部分地周向围绕一个活塞本体(例如，第一活塞本体)延伸并且进一步至少部分地周向围绕一个或多个其他活塞本体(例如，第二活塞本体)延伸的冷冻机工作流体通道A66包括通过在一个活塞本体处接收热能而增大温度的冷冻机工作流体。
在一些实施例中，从第一活塞本体流到另一个活塞本体或第二活塞本体的发动机工作流体可以呈现出与从另一个活塞本体沿相反方向流到第一活塞本体的发动机工作流体不同的温度。
在各种实施例中，冷冻机工作流体和发动机工作流体可以呈现出温度梯度，该温度梯度至少部分地取决于发动机工作流体是朝向一个活塞本体流动还是朝向另一个活塞本体流动。例如，第一温度梯度可以对应于朝向一个活塞本体流动的发动机工作流体，并且第二温度梯度可以对应于朝向另一个活塞本体流动的发动机工作流体。在一些实施例中，第一温度梯度可以小于第二温度梯度。在其他实施例中，第二温度梯度可以大于第一温度梯度。例如，第一温度梯度可以至少部分地因为流向一个活塞本体的发动机工作流体的温度大于流向另一个活塞本体的发动机工作流体的温度而小于第二温度梯度。
在一些实施例中，从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递的速率和/或量可以取决于发动机工作流体是限定第一温度梯度还是限定第二温度梯度。例如，从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递的第一速率和/或量可以对应于朝向一个活塞本体流动的发动机工作流体，并且从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递的第二速率和/或量可以对应于朝向另一个活塞本体流动的发动机工作流体。在一些实施例中，第一速率和/或热能传递的量可以小于第二速率和/或热能传递的量。换句话说，热能传递的第二速率和/或量可以大于热能传递的第一速率和/或量。例如，热能传递的第一速率和/或量可以至少部分地因为对应于朝向一个活塞本体流动的发动机工作流体的第一温度梯度小于对应于朝向另一个活塞本体流动的发动机工作流体的第二温度梯度而小于热能传递的第二速率和/或量。
在一些实施例中，从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递的效率可以至少部分地通过与朝向第一活塞本体流动的发动机工作流体相对应的热能传递的第二速率和/或量大于与朝向第二活塞本体流动的发动机工作流体相对应的热能传递的第一速率和/或量来增强。例如，这样，当冷冻机工作流体从一个活塞本体流动到与冷冻机工作流体通道A66(即，经由连接的冷冻机管道A54)热联接的另一个活塞本体时，可以将从冷冻机管道A54输入的相对大比例的热能施加到冷冻机工作流体。在活塞组件在第一方向上的循环期间(例如，冲程循环的下冲程部分)输入到冷冻机工作流体的热能可以通过进一步冷却并由此进一步收缩发动机工作流体而(例如，直接地)有助于下冲程。在发动机循环的另一部分期间(例如，冲程循环的上冲程部分)，由冷冻机管道A54中的发动机工作流体输入的相对小比例的热可以施加到冷冻机工作流体，这可以减少或减轻从发动机工作流体输出的热能的潜力，以通过进一步加热和由此收缩发动机工作流体来抵消上冲程，提供附加的或替代的效率增强。随着在上冲程期间由冷冻机管道A54输入的相对小比例的热能被施加到冷冻机工作流体，可以将较小部分的热能输入传递到冷冻机工作流体。
当冷冻机工作流体流过冷冻机工作流体通道A66时，热能可以优先传递到其中温度梯度较大或最大的冷冻机工作流体通道A66内的冷冻机工作流体，从而优先在具有从发动机工作流体接收热能的较大容量的壁式管道和/或第一或第二冷冻机工作流体通道A70处向冷冻机工作流体提供热能。例如，被定位成比第二冷冻机工作流体通道A70更靠近膨胀室A221的第一冷冻机工作流体通道A68可以在发动机工作流体与冷冻机工作流体之间呈现出较大的温度梯度。相对于第一冷冻机工作流体通道A68被定位成远离膨胀室A221的第二冷冻机工作流体通道A70可以在发动机工作流体与冷冻机工作流体之间呈现出较低的温度梯度。另外，如本文所述，诸如基于操作期间发动机的循环或冲程，在一个活塞本体处的冷冻机工作流体通道A66可以呈现出比与冷冻机工作流体通道A66(即，经由连接冷冻机管道A54)热联接的另一个活塞本体大的温度梯度。更进一步地，诸如至少部分地归因于发动机的循环或冲程，在一个活塞本体处的第一冷冻机工作流体通道A68处的温度梯度可以不同于(例如，大于或小于)在与冷冻机工作流体通道A66热联接的另一个活塞本体处的第二冷冻机工作流体通道A70处的温度梯度。因此，在发动机循环期间的任何时间，至少基于较大的温度梯度，热能可以优选地从发动机工作流体传递到冷冻机工作流体。
应当理解，包括冷冻机工作流体通道A66和冷侧热交换器A42的冷冻机组件的实施例的功能可以基本上类似于由本文提供的热侧热交换器C108的实施例所示出和描述的功能。
第1.5章——工作流体本体加热器管道
现在参考图1.5.1，提供了工作流体本体c108的示例性实施例。当前公开的工作流体本体c108可以限定加热器本体c100和活塞本体C700的一部分。工作流体本体C108包括多个加热器管道或工作流体路径C110，发动机工作流体通过加热器管道或工作流体路径C110在膨胀室A221与压缩室A222之间流动。
多个工作流体路径c110可以在多个第一开口或活塞室孔c111中的相应的一个与多个第二开口或再生器孔c113中的相应的一个之间延伸。活塞室孔c111提供工作流体路径c110与活塞室c112之间的流体连通，而再生器孔c113提供工作流体路径c110与再生器管道c1000之间的流体连通。活塞室孔c111可以限定工作流体路径c110的第一端，而再生器孔c113可以限定工作流体路径c110的第二端。
发动机A100和系统A10的操作包括以循环操作移动的多个活塞组件A1010，诸如在第一端A101处的活塞本体c700与第二端A102处的另一个活塞本体c700之间来回移动(图1.3.1)。在相应的室A221、A222处的压力增大和减小对应于活塞组件A1010的移动，如本文进一步描述的。在示例性实施例中，诸如关于图1.3.1或图1.7.1至图1.7.8所示的，多个活塞本体c700可以包括在每个活塞组件A1010的每一端A101、A102处限定的膨胀室A221和压缩室A222，从而在四个活塞组件A1010处提供八个膨胀室A221和压缩室A222。多个活塞组件A1010可以相对于纵向轴线C204径向设置。
多个工作流体路径C110以流体连通的方式从膨胀室A221延伸到壁式管道A1050。在诸如本文进一步描述的各种实施例中，工作流体路径C110以流体连通的方式从膨胀室A221延伸到壁式管道A1050处的对应的再生器本体C800。第一多个加热器管道或工作流体路径C110可以在由第一活塞本体C700限定的膨胀室A221与由不同于第一活塞本体C700(例如，不是第一活塞本体)的另一个活塞本体C700限定的第一压缩室A222之间流体连通。第二多个工作流体路径C110可以在由第二活塞本体c700限定的第二膨胀室A221(即，不同于第一膨胀室)与由另一个活塞本体C700(例如，不是第二活塞本体)限定的压缩室A222之间流体连通。
一个活塞本体C700的膨胀室A221与另一个活塞本体C700的压缩室A222之间通过加热器管道或工作流体路径C110的流体连通提供了发动机工作流体与包围工作流体路径C110的加热工作流体的热连通。例如，诸如本文所述的加热工作流体以围绕工作流体路径C110的热和/或流体连通的方式提供。工作流体路径C110流体地分离加热工作流体和发动机工作流体，同时进一步提供加热工作流体与发动机工作流体之间的热传递(例如，从加热工作流体到发动机工作流体的热传递)。
发动机工作流体至少在工作流体路径C110处被加热，并且在相应的膨胀室A221处提供压力变化(例如，在膨胀室A221处的压力增大)。至少基于发动机循环，诸如活塞组件A1010的移动，在流体连接的膨胀室A221与压缩室A222之间经由加热器管道或工作流体路径C110的发动机工作流体处的压力变化对应于从加热工作流体到发动机工作流体的热传递。如本文进一步描述的，至少基于发动机循环，热传递或传递到发动机工作流体的热量可以基于发动机循环。例如，传递到发动机工作流体的热量可以对应于膨胀室A221是压力增大还是压力减小，或对应的流体连接的压缩室A222是压力减小还是压力增大。
如本文进一步描述的，多个加热器管道或工作流体路径C110有利地提供热交换，例如从加热工作流体到发动机工作流体的热传递。多个工作流体路径C110向发动机工作流体提供期望量的热传递，从而改进发动机A100的操作。发动机A100的改进的操作可以包括发动机A100的改进的功率输出、改进的功率密度和/或改进的效率。
第1.6章——再生器本体
现在参考图1.6.1-1.6.6D，将描述示例性再生器本体c800。当前公开的再生器本体c800可以限定加热器本体c100和/或发动机c002的一部分，诸如文本关于系统A10和发动机A100示出和描述的，或者文本进一步参考图4.1.1示出和描述的。例如，再生器本体c800可以限定整体本体或整体本体段的至少一部分。这种整体本体或整体本体段可以限定加热器本体c100和/或发动机c002的至少一部分。另外或替代地，当前公开的再生器本体c800可以被提供为分离部件，无论是与加热器本体c100、发动机c002结合使用，还是与加热器本体c100或发动机c002相关或无关的任何其他设定结合使用。应当理解，发动机c002和/或加热器本体c100可以包括任何期望数量的再生器本体c800。
图1.6.1A至1.6.1D示出了在示例性发动机c002内实施的示例性再生器本体c800。再生器本体c800可以与一个或多个活塞本体c700流体连通。例如，多个工作流体路径c110可以在再生器本体c800与活塞本体c700之间提供流体连通。工作流体路径c110可以在由活塞本体c700限定的活塞室c112与由再生器本体c800限定的再生器管道c1000之间流体连通。
多个工作流体路径c110可以在多个活塞室孔c111中的相应的一个与多个再生器孔c113中的相应的一个之间延伸。活塞室孔c111提供工作流体路径c110与活塞室c112之间的流体连通，而再生器孔c113提供工作流体路径c110与再生器管道c1000之间的流体连通。活塞室孔c111可以限定工作流体路径c110的第一端，而再生器孔c113可以限定工作流体路径c110的第二端。
活塞本体c700可以限定活塞室c112的热侧c1002和冷侧活塞室c1004。再生器管道c1000可以包括热侧部分c1006和冷侧部分c1008。多个热侧工作流体路径c1010可以在再生器本体c800与第一活塞本体c700之间提供流体连通，诸如在热侧部分c1006与活塞室c112的热侧c1002之间提供流体连通。多个冷侧工作流体路径c1010可以在再生器本体c800与第二活塞本体c700之间提供流体连通，诸如在冷侧再生器管道c1008与活塞室c112的冷侧c1004之间提供流体连通。
第一活塞本体c700可以包括设置在其中的第一活塞组件c090，和/或第二活塞本体c700可以包括设置在其中的第二活塞组件c090。可以诸如从加热器本体c100(例如，图4.1.1)或任何其它合适的热源向设置在热侧工作流体路径c1010内的发动机工作流体输入热量(QIN)。可以从设置在冷侧工作流体路径c1012内的发动机工作流体，诸如从冷冻机本体(未示出)或任何其它合适的冷却源，提取热量(QOUT)。再生器本体c800可设置成邻近活塞本体c700，诸如周向邻近活塞本体c700。如图1.6.1C所示，再生器本体c800可以周向包围活塞本体c700。替代地，再生器本体c800可以设置成邻近活塞本体c700。在一些实施例中，半环形再生器本体c800可以设置成周向邻近活塞本体c700。
在操作期间，从多个热侧工作流体路径c1010流到再生器本体c800的发动机工作流体进入再生器管道c1000。经过再生器管道c1000的流体可以流出再生器本体c800并流入多个冷侧工作流体路径c1012。再生器管道c1000包括设置在其中的热存储介质c1014。热存储介质c1014可以是任何合适的热能存储介质，当发动机工作流体从再生器本体c800流向冷侧工作流体路径c1012时，来自热侧工作流体路径c1010的热量可以间歇地存储在该热能存储介质中。在一些实施例中，热存储介质c1014可以包括多个翅片阵列c1016；然而，可以另外或替代地利用其他热存储介质，包括显热存储和/或潜热存储技术。其它合适的热存储介质可以包括填充床、包括熔融盐、混溶性间隙合金、硅材料(例如，固体或熔融硅)、相变材料等。
多个翅片阵列c1016包括与再生器管道c1000中的发动机工作流体具有热传导关系的高表面面积热传递翅片阵列。当流体从热侧工作流体路径c1010流入或流过再生器管道c1000时，热量传递到热存储介质1014(例如，多个翅片阵列c1016)，保护热能免于在冷冻机本体(未示出)或其它合适的冷却源处被提取(QOUT)。当流体从冷侧工作流体路径c1012流入或流过再生器管道c1000时，热量从热存储介质1014(例如，多个翅片阵列c1016)传递回到发动机工作流体，从而使热能返回到流入热侧工作流体路径c1010的发动机工作流体。
仍参考图1.6.1A，在一些实施例中，热存储介质c1014可以包括邻近设置在再生器管道c1000内的多个翅片阵列c1016。多个翅片阵列c1016可以分别通过再生器管道c1000以彼此间隔开的关系支撑。多个翅片阵列c1016的间隔关系可以限定使多个翅片阵列c1016中的相邻翅片阵列纵向分离的间隙G c1018。
现在参考图1.6.2A和2B，将进一步描述示例性再生器管道c1000。如图所示，示例性再生器管道c1000可以包括环形侧壁c1020。环形侧壁c1020可以周向地包围热存储介质c1014，诸如多个翅片阵列c1016。如图1.6.2B所示，在一些实施例中，再生器管道c1000可以限定环。例如，再生器管道c1000可以包括径向向外的环形侧壁c1022和径向向内的环形侧壁c1024。径向向外的环形侧壁c1022可以周向地包围热存储介质c1014，诸如多个翅片阵列c1016。热存储介质c1014，诸如多个翅片阵列c1016，可以周向包围径向向内的环形侧壁c1024。多个翅片阵列c1016可以从再生器管道c1000延伸。图1.6.3示出了示例性热存储介质c1014。图1.6.3所示的热存储介质包括多个翅片阵列c1016，其可以对应于图1.6.2A中所示的再生器本体c800。图1.6.4A和1.6.4B示出了另一个示例性热存储介质c1014，诸如多个翅片阵列c1016，其可以对应于图1.6.2B中所示的再生器本体c800。
如图1.6.3所示，周向包围热存储介质c1014的再生器管道c100(例如，图1.6.2A)已经从图1012a_4中省略，以展示多个翅片阵列c1016的细节。如图所示，多个翅片阵列c1016可以从再生器管道c1000的至少一部分倾斜地朝向再生器本体c800的热侧部分c1006延伸。再生器管道可以围绕纵向轴线设置，并且多个翅片阵列c1016可以至少部分地通过再生器管道以相对于纵向轴线的倾斜角度支撑。例如，多个翅片阵列c1016的第一区域c1026可以从再生器管道c1000朝向再生器本体c800的热侧部分c1006倾斜延伸。替代地，多个翅片阵列c1016可以从再生器管道c1000的至少一部分朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008倾斜延伸。另外或替代地，多个翅片阵列c1016的至少一部分可以从再生器管道c1000的至少一部分垂直延伸。多个翅片阵列c1016可以至少部分地通过再生器管道c800以相对于纵向轴线的垂直角度支撑。例如，多个翅片阵列c1016的第二区域c1028可以从再生器管道c1000垂直延伸。
图1.6.5示出了多个翅片阵列c1016(诸如图1.6.3或图1.6.4A和1.6.4B所示的翅片阵列c1016)的侧视图。如图1.6.5所示，多个翅片阵列c1016中的相邻翅片阵列可以包括近端翅片阵列c1030和远端翅片阵列c1032。近端翅片阵列c1030可以具有远端表面c1034，并且远端翅片阵列c1032可以具有近端表面c1036。远端表面c1034可以面向近端表面c1036。远端表面c1034可以被定向为朝向再生器本体c800的热侧部分c1006，并且近端表面c1036可以被定向为朝向再生器本体的冷侧部分c1008。再生器管道c1000可以以倾斜角度与远端表面c1034的至少一部分和/或近端表面c1036的至少一部分连通。倾斜角度可以是锐角或钝角。锐角可以是1度至89度，诸如10度至70度，诸如30度至60度，诸如40度至50度。钝角可以是91度至179度，诸如100度至160度，诸如120度至150度，诸如130度至140度。
在一些实施例中，多个翅片阵列c1016中的至少一些翅片阵列可以具有以锐角与再生器管道c1000连通的远端表面c1034，远端表面c1034被定向成朝向再生器本体c800的热侧部分c1006。多个翅片阵列c1016可以具有以钝角与再生器管道c1000连通的近端表面c1036，近端表面c1036被定向成朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008。另外或替代地，多个翅片阵列c1016中的至少一些翅片阵列可以具有以钝角与再生器管道c1000连通的远端表面c1034，远端表面c1034被定向成朝向再生器本体c800的热侧部分c1006。多个翅片阵列c1016可以具有以锐角与再生器管道c1000连通的近端表面c1036，近端表面c1036被定向成朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008。进一步地，作为补充或替代，多个翅片阵列c1016中的至少一些翅片阵列可以具有远端表面c1034和/或近端表面c1036，远端表面c1034和/或近端表面c1036以垂直于再生器管道c1000的角度与再生器管道c1000连通。
近端翅片阵列c1030的远端表面c1034和远端翅片阵列c1032的近端表面c1036可以限定间隙G c1018。这种间隙G c1018可以纵向地使多个翅片阵列c1016中的相邻翅片阵列分离，诸如使近端翅片阵列c1030与远端翅片阵列c1032分离。例如，通过使多个翅片阵列c1016中的相应翅片阵列彼此分离，间隙G c1018可以减少再生器本体c800的纵向方向上的热导热传递或使其最小化。间隙G c1018可以使多个翅片阵列c1016中的相邻翅片阵列纵向分离约10微米至约1毫米的纵向距离，诸如约10微米至约100微米的纵向距离，诸如约100微米至约500微米的纵向距离，或者诸如约500微米至约1毫米的纵向距离。间隙G c1018可以是至少10微米，诸如至少100微米，诸如至少500微米，诸如至少1毫米。间隙G c1018可以小于1毫米，诸如小于500微米，诸如小于100微米，诸如小于10微米。在一些实施例中，间隙Gc1018可以被选择为至少厚度为发动机工作流体的边界层，该发动机工作流体的边界层被设置在发动机工作流体与多个翅片阵列中的相应的翅片阵列的表面之间。这种边界层可以将多个翅片阵列c1016中的相邻翅片阵列彼此隔离。
再次参考图1.6.1A，在一些实施例中，再生器本体c800可以包括热侧部分c1006和冷侧部分c1008。热侧部分c1006可以与冷侧部分c1008可操作地联接和流体连通。再生器本体c800的热侧部分c1006可以包括热侧再生器管道c1038和热侧多个翅片阵列c1040，热侧多个翅片阵列c1040以彼此间隔开的关系相邻地设置在热侧再生器管道c1038内。再生器本体c800的冷侧部分c1008可以包括冷侧再生器管道c1042和冷侧多个翅片阵列c1044，冷侧多个翅片阵列c1044以彼此间隔开的关系相邻地设置在冷侧再生器管道c1042内。
再生器本体c800的热侧部分c1006和冷侧部分c1008可以通过热冷间隙H-C c1046分离。例如，在一些实施例中，热侧多个翅片阵列c1040与冷侧多个翅片阵列c1044的间隔关系(例如，热冷间隙H-C c1046)可以限定使热侧多个翅片阵列c1040与冷侧多个翅片阵列c1042纵向分离的热冷间隙H-C c1038。另外或替代地，热侧再生器管道c1038和冷侧再生器管道c1042可以处于彼此间隔开的关系，进一步限定热冷间隙H-C c1046。热冷间隙H-Cc1046可减少再生器本体c800的热侧部分c1006与冷侧部分c1008之间的热导热传递或使其最小化。在一些实施例中，热冷间隙H-C c1046可以允许再生器本体c800在同一再生器本体c800内提供至少两个热不同的热存储本体。
在一些实施例中，翅片阵列可以限定晶格c1048。晶格c1048可以包括在其之间限定多面体通道c1052的多个晶格壁c1050。例如，这种晶格壁c1050和多面体通道c1052如图1.6.2A和1.6.2B所示。再生器管道c1000可以围绕纵向轴线A c204设置，并且晶格壁c1050可以被定向成平行于纵向轴线A c204。多面体通道c1052可以具有多边形截面。作为示例，多面体通道c1050可以具有诸如菱形面体、右棱镜、斜棱镜、截头体或圆柱体的形状以及这些形状的组合。
现在转向图1.6.6A到1.6.6D，将进一步描述示例性翅片阵列c1016。如图所示，在一些实施例中，翅片阵列c1016可以包括多个翅片支撑件c1054和多个翅片c1056，多个翅片支撑件c1054和多个翅片c1056一起限定互连翅片c1056和翅片支撑件c1054的阵列。互连翅片c1056和翅片支撑件c1054可以限定如本文所述的晶格c1048。多个翅片支撑件c1054可以横向设置，并且多个翅片c1056可以设置在横向设置的翅片支撑件c1054的相邻翅片支撑件之间。在一些实施例中，多个翅片支撑件c1054可以从再生器管道c1000倾斜延伸。再生器管道c1000可以围绕纵向轴线A c204设置，并且多个翅片支撑件c1054可以至少部分地通过再生器管道c1000以相对于纵向轴线A c204的倾斜角度支撑。如图所示，倾斜角度可以被定向成朝向再生器本体c800的热侧部分c1006。或者，倾斜角度可以被定向成朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008。
翅片支撑件c1054可以具有以锐角与再生器管道c1000连通的远端表面c1034，远端表面c1034被定向成朝向再生器本体c800的热侧部分c1006。翅片支撑件c1054可以具有与再生器管道c1000以钝角连通的近端表面c1036，近端表面c1036被定向成朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008。另外或替代地，至少一些翅片支撑件c1054可以具有以钝角与再生器管道c1000连通的远端表面c1034，远端表面c1034被定向成朝向再生器本体c800的热侧部分c1006。翅片支撑件c1054可以具有与再生器管道c1000以锐角连通的近端表面c1036，近端表面c1036被定向成朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008。进一步地，作为补充或替代，至少一些翅片支撑件c1054可以具有远端表面c1034和/或近端表面c1036，远端表面c1034和/或近端表面c1036以垂直于再生器管道c1000的角度与再生器管道c1000连通。
再生器管道c1000可以以倾斜角度与翅片支撑件c1054的至少一部分(例如，其远端表面c1034和/或近端表面c1036)连通。倾斜角度可以是锐角或钝角。锐角可以是1度至89度，诸如10度至70度，诸如30度至60度，诸如40度至50度。钝角可以是91度至179度，诸如100度至160度，诸如120度至150度，诸如130度至140度。
在一些实施例中，多个翅片c1056中的至少一部分可以从再生器管道c1000垂直延伸。例如，再生器管道c1000可以围绕纵向轴线A c204设置，并且多个翅片c1056可以至少部分地通过再生器管道c1000以相对于纵向轴线A c204的垂直角度支撑。另外或替代地，多个翅片c1056可以至少部分地通过翅片支撑件c1054以相对于纵向轴线A c204的垂直角度支撑。
多个翅片c1056可以诸如沿着纵向轴线c204从多个翅片支撑件c1054延伸。在一些实施例中，翅片c1056可以具有人字形形状。人字形形状可以包括朝向再生器本体c800的热侧部分c1006定向的尖端c1058和/或朝向再生器本体c800的冷侧部分c1008定向的尾部c1060。
虽然翅片c1056可以从多个翅片支撑件c1054延伸，但是间隙G c1018可以纵向地分离分别对应于相邻翅片阵列c1016的相邻翅片c1056和/或翅片支撑件c1054。例如，间隙G1018可以纵向地使近端翅片阵列c1030的尖端c1058与远端翅片阵列c1032的尾部c1060分离。
如本文所述，再生器本体c800的至少一部分可以限定增材制造的整体本体或增材制造的整体本体段。再生器本体c800可以限定较大的整体本体或整体本体段的一部分，或者再生器本体c800可以限定能够插入到整体本体或整体本体段中的模块。在一些实施例中，多个翅片阵列c1016可以与再生器管道c100整体地成一体。例如，互连翅片c1056和翅片支撑件c1058的阵列可以限定整体结构，诸如整体本体或整体本体段的一部分。
再生器本体c800可以由至少部分地根据一种或多种热存储特性而选择的一种或多种材料形成。例如，可以至少部分地基于材料的热导率和/或热容量来为再生器本体c800选择一种或多种材料。在一些实施例中，多个翅片阵列c1016可以包括第一材料，并且再生器管道可以包括与第一材料不同的第二材料。例如，第一材料的热导率可以超过第二材料的热导率。另外或替代地，第一材料的热容量可以超过第二材料的热容量。在一些实施例中，多个翅片阵列c1016可以包括选择用于热导率的材料和/或再生器管道c1000可以包括选择用于热阻率的材料。在示例性实施例中，多个翅片阵列c1016可以包括金属或金属合金，并且再生器管道c1000可以包括陶瓷。在其他实施例中，另外或替代地，再生器管道c1000可以包括金属或金属合金，和/或多个翅片阵列c1016可以包括陶瓷。
示例性金属或金属合金可以被选择用于高热导率和/或热容量特性。合适的金属或金属合金可以包括铜、铝、锡、锌、镍、铬、钛、碲、镁和/或铁。在一些实施例中，金属或金属合金可以包括稀土元素。示例性铜合金可以包括CuSn、CuZn、CuZnAs、CuZnP、CuZnFe、CuZnNi、CuCr和/或CuTeSn。
示例性陶瓷可以被选择用于低热导率和/或热容量特性。合适的陶瓷可以包括氧化铝、铍、铈和/或氧化锆。在一些实施例中，陶瓷可以包括碳化物、硼化物、氮化物和/或硅化物。
现在转到图1.6.7，将描述在发动机工作流体中再生热量的示例性方法。在发动机工作流体中再生热量的示例性方法可以结合如本文所述的再生器本体c800、加热器本体c100和/或发动机c002的操作来进行。如图1.6.7所示，示例性方法c1070可以包括在方框c1072处，使发动机工作流体从再生器本体c800的热侧部分c1006朝向再生器本体c1008的冷侧部分流动。再生器本体c800可以包括再生器管道c1000和邻近设置在再生器管道c1000内的多个翅片阵列c1016。在方框1074处，示例性方法c1070可以包括将热量从发动机工作流体传递到多个翅片阵列c1016。多个翅片阵列c1016可以分别由再生器管道c1000以彼此间隔开的关系支撑。多个翅片阵列c1016的间隔关系可以限定使多个翅片阵列c1016中的相邻翅片阵列纵向分离的空隙G 1018。在方框1076处，示例性方法c1070可以进一步包括使发动机工作流体从再生器本体c800的冷侧部分c1008朝向再生器本体c800的热侧部分c1006流动。在方框1078处，示例性方法c1070可以包括将热量从多个翅片阵列c1016传递到发动机工作流体。
在一些方法c1070中，使发动机工作流体从再生器本体c800的热侧部分c1006流动可以包括在方框1080处，使发动机工作流体从多个热侧工作流体路径c1010流动到再生器管道c1000中。多个热侧工作流体路径c1010可以与再生器本体c800的热侧部分c1006流体连通。另外或替代地，示例性方法c1070可以包括在方框c1082处，使发动机工作流体从活塞室c112的热侧c1002流动到多个热侧工作流体路径c1010中。活塞室c112的热侧c1002可以与多个热侧工作流体路径c1010流体连通。
在一些方法c1070中，使发动机工作流体从再生器本体c800的冷侧部分c1008流动可以包括在方框c1084处，使发动机工作流体从多个冷侧工作流体路径c1012流动到再生器管道c1000中。多个冷侧工作流体路径c1012可以与再生器本体c800的冷侧部分c1008流体连通。在方框c1086处，另外或替代地，示例性方法c1070可以包括使发动机工作流体从活塞室c112的冷侧c1004流入多个冷侧工作流体路径c1012中。活塞室c112的冷侧c1004可以与多个冷侧工作流体路径c1012流体连通。
在一些实施例中，示例性方法c1070可以包括将每单位面积的第一热量从发动机工作流体传递到多个翅片阵列c1016，同时将每单位面积的第二热量从发动机工作流体传递到再生器管道c1000。每单位面积的第一热量可以超过每单位面积的第二热量。多个翅片阵列c1016可以包括第一材料，并且再生器管道c1000可以包括第二材料。第一材料的热导率可以超过第二材料的热导率。另外或替代地，第一材料的热容量可以超过第二材料的热容量。
示例性传导增强突部可以包括具有各种形状和构造的突出特征的组合中的任何一个或多个，其包括结节、环、钩、隆起、突节、凝块、团块、旋钮、凸起、突起、鼓出、扩生、外生、增生、鼓泡、伸出部等。这些传导衰减突部c728以有序、半有序、随机或半随机的方式出现。然而，通过调节工作流体本体c108和/或热侧热交换器本体c600的至少一部分的构造或布置，诸如工作流体路径c110和/或加热流体路径c602的至少一部分的构造或布置，可以选择性地控制或修改传导增强突部c728的特定构造、布置或取向。
应当理解，在各种实施例中，加热器管道或工作流体通道C110内的表面面积对应于发动机工作流体直接接触的加热器管道C110的内壁或表面。在一个实施例中，表面面积限定工作流体路径C110的标称表面面积，诸如工作流体路径C110内的截面面积。在其他实施例中，特征可以添加或改变到加热器管道内的工作流体通道C110，例如但不限于表面粗糙度、突部、凹陷、尖刺、结节、环、钩、隆起、突节、凝块、团块、旋钮、凸起、突起、鼓出、扩生、外生、增生、鼓泡、伸出部等，或其他凸起物质，或其组合，以期望地改变发动机工作流体的流速、压降、热传递、流动剖面或流体动力学。
第1.7章——发动机室到室的管道布置
图1.3.1中提供的截面图沿着横向方向L切割，以便描绘系统A10的四个活塞组件A1010中的两个活塞组件。在各种实施例中，关于图1.3.1提供的系统A10进一步包括壁式管道A1050，该壁式管道A1050靠近参考纵向轴线C204设置在活塞本体C700的内侧，如关于图1.4.5-1.4.7所示和所描述的。在其它实施例中，关于图1.3.1提供的系统A10进一步包括设置在活塞本体C700外侧的壁式管道A1050，诸如关于图1.7.1至图1.7.4所示和所描述的。
参考图1.7.1至图1.7.4，提供了系统A10的一部分的侧视图、端视图和透视图。关于1.7.1至图1.7.4图提供的实施例被构造成与关于图1.3.1-图1.3.2中所示和描述的基本上类似。关于图1.7.1-图1.7.4，其中示出的系统A10的部分包括定位在八个相应活塞本体C700内的四个活塞组件A1010。活塞本体C700大体上可以包括关于图1.3.1-图1.3.2所示和描述的第一体积壁和第二体积壁。活塞本体C700可以大体上限定气缸，活塞组件A1010的活塞A1011各自定位在气缸中，以便限定每个活塞本体C700内的膨胀室A221和压缩室A222。然而，应当理解，可以利用包含活塞A1011的活塞本体C700的其它合适的几何形状。
发动机A100进一步包括连接每个活塞本体C700的特定室A221、A222的多个壁式管道A1050(图1.3.1)，以便限定活塞A1011的平衡压力布置。在各种实施例中，发动机A100包括诸如本文所述的室A221、A222的至少一个互连体积。在一个实施例中，诸如关于图1.7.1-图1.7.4所示的，发动机A100包括两个互连体积，其中每个互连体积包括与第二活塞组件A1010的第二活塞本体C700的压缩室A222以发动机工作流体的流体连通方式连接的第一活塞组件A1010的第一活塞本体C700的膨胀室A221，各自通过管道A1050连接。更具体地，关于图1.7.1-图1.7.4所示的活塞组件A1010的平衡压力布置包括两个互连体积，每个互连体积基本上彼此流体地分离和/或基本上彼此气动地分离。特别地，诸如本文进一步描述的，在互连体积内的室A221、A222以及在互连体积之外或在另一个互连体积中的那些室A221、A222的流体分离和/或气动分离布置经由膨胀室A221的布置而被提供，膨胀室A221经由壁式管道A1050连接到压缩室A222。
在各种实施例中，互连体积包括流体地联接到压缩室A222的膨胀室A221对，压缩室A222和膨胀室A221各自被限定在活塞组件A1010的横向分离端处。在一个实施例中，发动机A100限定了第一端101，该第一端101沿着横向方向L通过连接构件A1030与第二端102分离，诸如图1.7.2和图1.7.3所示。发动机A100的每一端在每个活塞组件A1010的每个活塞A1011处限定膨胀室A221和压缩室A222。图1.7.1-图1.7.4中描绘的并且进一步关于图1.3.1描绘的发动机A100进一步包括在一端的膨胀室A221，该膨胀室A221经由相应的管道连接到在另一端处的相应的压缩室A222。在一个实施例中，诸如图1.7.2和1.7.3所示，发动机A100包括在第一端101处的两个膨胀室A221，每个膨胀室A221经由相应的管道A1050连接到在第二端102处的相应的压缩室A222。发动机A100进一步包括在第二端102处的两个膨胀室A221，每个膨胀室A221经由相应的管道A1050连接到在第一端101处的相应的压缩室A222。系统A10进一步包括在一端处的四个膨胀室A221，每个膨胀室A221通过相应的管道A1050连接到在同一端处的相应的压缩室A222。在一个实施例中，系统A10包括在第一端101处的两个膨胀室A221，每个膨胀室A221经由相应的壁式管道A1050连接到在第一端101处的相应的压缩室A222。系统A10进一步包括在第二端102处的两个膨胀室A221，每个膨胀室A221经由相应的壁式管道A1050连接至在第二端102处的相应的压缩室A222。
为了提供活塞组件A1010的平衡压力布置，一个互连体积包括在一端(例如，第一端101或第二端102)处的一对膨胀室A221，该膨胀室A221连接到在另一端或相对端处的压缩室A222。在一个实施例中，第一端101处的膨胀室A221与第二端102处的压缩室A222流体连接。在另一个实施例中，第二端102处的膨胀室A221与第一端101处的压缩室A222流体连接。互连体积进一步包括在第一端101或第二端102处的一对膨胀室A221，该膨胀室A221连接到相对于膨胀室A221在同一端、相对端或两者处的相应的压缩室A222。在一个实施例中，在第一端101处的膨胀室A221流体地连接到在同一端(即，第一端101)处的压缩室A222。在另一个实施例中，第二端102处的膨胀室A221流体连接到在同一端(即，第二端102)处的压缩室A222。在又一个实施例中，第一端101处的膨胀室A221流体连接到第二端102(即，相对端)处的压缩室A222。在再一个实施例中，第二端102处的膨胀室A221流体连接到第一端101(即，相对端)处的压缩室。应当理解，本文描述的布置包括一个活塞组件A1010的一个活塞本体C700的每个膨胀室A221，该膨胀室A221连接到另一个不同活塞组件A1010的另一个不同活塞本体C700的相应压缩室A222。进一步应当理解，在各种实施例中，一个活塞组件C1010的一个活塞本体C700的膨胀室A221仅流体连接到另一个活塞组件C1010的另一个活塞本体C700的压缩室A222(即，每个壁式管道A1050将仅一个膨胀室A221流体地连接到仅一个压缩室A222)。
本文描述的活塞组件A1010的平衡压力布置使得施加在膨胀室A221和压缩室A222处的均匀温度在一个活塞本体C700的膨胀室A221处提供了相同压力，该相同压力通过相对于膨胀室A221的同一塞本体C700处的相同且相反的压力而被抵消。或者，当向膨胀室A221和压缩室A222施加均匀温度时，限定自由活塞组件A1010的一个活塞组件A1010的移动导致了在相邻活塞组件A1010处的压力取消，使得压力波不会传播以引起相邻活塞组件A1010的移动。
应当理解，本文描述的每个互连体积包括在上述压缩室A222和膨胀室A221的布置之间的一个或多个通道、室、开口或其他流动路径。例如，诸如关于图1.7.1至1.7.4所描述的在压缩室A222与膨胀室A221之间提供发动机工作流体的流体连通的壁式管道A1050的特定布置进一步包括冷冻机管道A54、收集室A62、A64、加热器管道C110等，诸如关于图1.4.1至图1.5.1所示和所描述的。另外或替代地，诸如关于图1.7.1至图1.7.2所描述的在压缩室A222与膨胀室A221之间提供流体连通的壁式管道A1050的特定布置进一步可以包括热交换器或再生器，或其特征，诸如关于图1.6.1所示和所描述的。
虽然描述为在限定了八对流体连接的膨胀室A221和压缩室A222的八个活塞本体C700处的四个活塞组件A1010的平衡压力布置，但是应当理解，发动机A100大体上包括如上所述的互连体积。因此，发动机A100的其它实施例可以包括两个或更多个活塞组件A1010的数量，其中活塞组件A1010的布置相应地基于上述布置而按比例缩放，以便提供室A221、A222和管道1050的至少一个互连体积。
在各种实施例中，系统A10限定参考纵向轴线C204，该参考纵向轴线C204与横向方向L同向延伸，或大致沿着活塞A1011在室A221、A222内沿着其连结的方向延伸。室A221、A222相对于参考纵向轴线C204以周向布置定位。每个室221、222沿着横向方向L延伸或以其它方式与参考纵向轴线C204同向延伸。
在一个实施例中，发动机包括四个活塞组件A1010，该四个活塞组件A1010沿着横向方向L并且相对于参考纵向轴线C204以周向布置延伸。活塞组件A1010可以围绕参考纵向轴线C204彼此等距地定位。在一个实施例中，一对加热器本体被定位在发动机的外端A103。加热器本体被定位成靠近膨胀室A221并远离压缩室A222。每个加热器本体可以被定位和构造成一次向四个热侧热交换器160或膨胀室A221提供基本上均匀的热能流。
在其他实施例中，发动机A100包括并排布置的两个或更多个活塞组件A1010。活塞组件A1010可以相对于彼此等距定位。在还有的各种实施例中，单个加热器本体C100可以相对于每个热侧热交换器或工作流体本体C108定位。应当理解，本文提供的系统A10的各种实施例可以包括根据需要定位在任何数量的膨胀室A221处的任何数量的加热器本体。本文关于图1.7.5至1.7.8提供的系统A10的进一步的实施例进一步示出了加热器本体C100相对于膨胀室A221的定位。然而，应当理解，可以根据需要利用其它布置，以便向膨胀室A221提供热能。在还有的各种实施例中，可以利用其它布置，以便提供多个加热器本体C100的选择性或独立的操作能力。例如，多个加热器本体C100的选择性或独立的操作能力可期望地控制以与工作流体本体C108热连通的方式提供的热能或特别是加热工作流体的温度、流量或其它特性。选择性操作能力可以进一步包括彼此独立的一个或多个加热器本体C100的选择性开/关操作。
进一步应当理解，虽然发动机A100的活塞组件A1010被描绘成直的、平的、直列的或水平相对的布置，但是活塞组件A1010和加热器本体C100可以替代地布置成V形、W形、径向或周向布置，或其它合适的活塞组件A1010布置。例如，系统A10的一个或多个实施例可以包括中心和/或外部加热器本体C100，多个活塞组件A1010围绕该中心和/或外部加热器本体C100定位。
现在参考图1.7.5至图1.7.8，提供了系统A10的进一步示例性实施例。关于图1.7.5至图1.7.8提供的实施例被构造成与关于图1.2.1至图1.7.2中所示和描述的基本上类似。参考图1.7.5到1.7.8，将负载装置c092定位在活塞组件A1010的内端104的外侧提供了在活塞A1011之间变短的连接构件A1030。至少基于定位在活塞组件A1010的内端104的负载装置c092，较短的连接构件A1030提供了与较长的连接构件A1030相比，更紧密地定位在一起的活塞A1011。关于图1.7.5，负载装置c092至少部分地由活塞A1011和周边的活塞本体C700形成。关于图1.7.6-图1.7.7，负载装置c092被定位在发动机的一个或多个外端A103处。将负载装置c092定位在内端104的外侧使负载装置c092的尺寸和大小基本上与闭式循环发动机的尺寸和大小脱钩。例如，将负载装置c092定位在发动机的内端A104的外侧使动态构件A181的长度和厚度与连接构件A1030脱钩。作为另一个示例，将负载装置c092定位在发动机的内端A104的外侧使发动机的期望功率密度与负载装置c092(例如电机)的大小和尺寸脱钩。因此，活塞A1011之间的较短的连接构件A1030提供了发动机的较小的封装，同时相对于其他布置基本上维持发电和输出。
在图1.7.5中，限定电机的负载装置c092的动态构件A181被定位在活塞组件A1010的活塞A1011处。电机的定子组件A182被定位在活塞本体C700处，诸如被定位在第二体积壁处。活塞A1011相对于周边定子组件A182在活塞本体C700处的横向移动在电机处生成电力。系统A10进一步包括包围电机的冷冻机组件。在更具体的实施例中，冷冻机组件包绕限定电机的负载装置c092的定子组件A182。冷冻机组件可以进一步提供与系统A10的内端104热连通的工作流体，以便经由内端壁A50提供与压缩室A222的热连通。
现在参考图1.7.5至图1.7.6，在各种实施例中，冷冻机组件包括冷冻机壳体，冷冻机流动路径在该冷冻机壳体中被限定在该体积的压缩室A222旁边。冷冻机流动路径可以特别地被限定为紧挨着或邻近第二体积壁，第二体积壁由冷冻机组件限定，或特别地，由冷冻机壳体限定，诸如关于图1.7.5所示。冷冻机组件包括第二体积壁，并且进一步包括内端壁A50，诸如关于图1.3.1-图1.3.2描述的。第二体积壁和内端壁A50可以一起限定单个整体结构。此外，冷冻机壳体可以包括第二体积壁和内端壁A50，并将冷冻机流动路径限定为单个整体结构。因此，用于组装和改进的热效率的结构和方法可以包括通过冷冻机组件定位活塞A1011和连接构件A1030，将活塞A1011和连接构件A1030可操作地联接在一起作为活塞组件A1010，以及在闭式循环发动机的外端A103处经由加热器本体封闭或密封膨胀室A221和压缩室A222。
现在参考图1.7.6至图1.7.7，在各种实施例中，负载装置c092被定位在闭式循环发动机的一个或多个外端A103处，与活塞组件A1010可操作地连通。系统A10可以进一步包括连接到活塞组件A1010的一个或多个活塞A1011的延伸构件A186。延伸构件A186连接到活塞A1011并朝向一个或多个外端A103横向向外延伸。延伸构件A186可操作地连接至负载装置c092，使得包括延伸构件A186的活塞组件A1010的横向移动在电机处生成电能。尽管关于图8-9没有进一步地所示，但是延伸构件A186在限定电机的负载装置c092处进一步包括动态构件A181，负载装置c092以与定子组件A182磁连通的方式可操作地联接到电机，诸如关于图1.3.1-图1.3.所示和所描述的。
仍参考图1.7.6至图1.7.7，包围负载装置c092的机器本体c918包括与负载装置c092的外端A103接触的接口壁A142。在机器本体c918内并围绕负载装置c092的是腔A146。接口壁A142在延伸构件A186和接口壁A142的接口处包括密封件A144，诸如间隙密封件。特别地，腔A146可以限定加压腔，使得在活塞本体C700内的体积处(诸如在膨胀室A221处)的加压基本上从膨胀室A221内沿延伸构件A186的压力损耗中被维持或减轻。应当理解，任何合适类型的密封件可以结合在接口壁A142处，以便基本上维持膨胀室A221处的压力，或提供随时间从膨胀室A221的可接受的低泄漏率。
关于图1.7.6，与关于图1.3.1至图1.7.5所示和描述的类似，加热器本体被定位在闭式循环发动机的外端A103处。关于图1.7.7中描绘的实施例，加热器本体在闭式循环发动机的内端A104处被定位在每对活塞本体C700之间，活塞组件A1010的每个相应活塞A1011被容纳在每对活塞本体C700处。特别地，加热器本体可以限定单个公共加热器本体，以便向闭式循环发动机的每个膨胀室A221提供单个热能输出源。
参考图1.7.7以及进一步关于图1.7.1至图1.7.2的实施例和描述，单个公共加热器本体可以被定位成向闭式循环发动机的全部八个膨胀室A221提供基本上均匀的热能输出。被定位在膨胀室A221之间的单个公共加热器本体可以缓解或排除由于对膨胀室A221的不均匀热输入而可能引起的问题。例如，单个公共加热器本体可以减轻活塞组件A1010相对于彼此的相位漂移。因此，单个公共加热器本体可以提升闭式循环发动机的平衡压力操作，减轻不平衡操作，减少振动或减轻振动的传播，改进系统A10的效率，或提升系统A10的改进的可操作性。
应当理解，关于图1.2.1至图1.7.7提供的系统A10的各种实施例进一步被构造成从加热器本体向膨胀室A221提供期望的热能输出。例如，本文示出和描述的实施例可以被构造成将基本上均匀的热能分布从每个加热器本体输出到全部膨胀室A221。在还有的各种实施例中，冷冻机组件包括诸如关于图1.7.1至图1.7.2所示和描述的冷冻机工作流体输入和冷冻机工作流体输出，以便从压缩室A222向冷冻机组件提供基本上均匀的热能输出。
现在参考图1.7.8，所提供的示意性实施例被构造成与图1.2.1至图1.7.7中所示和描述的基本上类似。在图1.7.8中描绘的实施例中，系统A10进一步包括将连接构件A1030附接到延伸构件A186的适配器A188。在各种实施例中，适配器A188沿着与横向方向L大致成锐角的横切方向延伸。在一个实施例中，适配器A188基本上垂直于横向方向L延伸。适配器A188提供连接构件A1030相对于延伸构件A186的基本上平行的布置，以便将连接构件A1030在第一平面处的横向移动转化为延伸构件A186在不同于第一平面的第二平面处的横向运动。在各种实施例中，适配器A188包括机械连接件，例如摇臂，以从连接构件A1030延伸到负载装置c092。适配器A188进一步提供与闭式循环发动机的尺寸脱钩的负载装置c092的直径、长度或其它尺寸。在各种实施例中，适配器A188提供负载装置c092的动态构件A181和/或延伸构件A186以具有与连接构件A1030不同的冲程或长度。适配器A188可以进一步提供负载装置c092，以包括传动系统、变频器或其它装置，从而根据活塞组件A1010的大小或速度来改变或缩放负载装置c092的输出。因此，闭式循环发动机和负载装置c092的大小可以基本上被分开确定，以改进各自的性能。
大体上，可以使用任何合适的工艺来制造或形成本文描述的系统A10和发动机或其部分的示例性实施例。然而，根据本主题的几个方面，系统A10的一些或全部可以使用诸如三维打印工艺之类的增材制造工艺来形成。使用这种处理可以允许系统A10的部分被一体地形成为单个整体部件，或形成为任何适当数量的子部件。在各种实施例中，制造工艺可以允许加热器本体、冷冻机组件、负载装置c092或发动机的全部或部分一体形成，并且包括在使用现有制造方法时不可能实现的各种特征。例如，本文所描述的增材制造方法提供了系统A10的制造，系统A10具有不可能使用先前制造方法的独特特征、构造、厚度、材料、密度和结构。这些新颖特征中的一些可以例如改进两个或更多个部件之间的热能传递，改进到发动机工作流体的热能传递，改进从发动机工作流体到冷冻机工作流体的热能传递，减少泄漏，或促进组装，或使用如本文所述的增材制造工艺大体上改进系统A10的热效率、发电和输出或功率密度。
第1.8章——整体发动机组件
现在参考图1.8.1A到1.8.1F，将描述示例性发动机组件c900。本文描述的发动机组件c900可以包括发动机c002，诸如关于图1.2.1-1.7.8或本文进一步参考图4.1.1示出和描绘的系统A10和发动机A100。发动机组件c900可以包括如本文所述的一个或多个整体本体或整体本体段。整体本体和/或整体本体段可以使用增材制造技术来制作，并且可以没有分开制作制造的部件的任何接缝、接头等特性。
发动机c002可以包括一个或多个加热器本体c100和一个或多个发动机本体c050，一个或多个加热器本体c100和一个或多个发动机本体c050一起限定发动机组件c900。示例性发动机组件c900可以包括至少一个加热器本体c100和至少一个发动机本体c050。然而，应当理解，可以提供任意数量的加热器本体c100和/或任意数量的发动机本体c050。在一些实施例中，第一加热器本体c100可以设置在发动机组件c900的第一侧，并且第二加热器本体c100可以设置在发动机组件c900的第二侧。一个或多个发动机本体c050可以设置成邻近第一加热器本体c100和/或邻近第二加热器本体c100。一个或多个加热器本体c100和/或一个或多个发动机本体c050可以诸如经由焊接、熔融等而彼此可操作地联接或彼此是能够可操作地联接的，以便提供一体形成的发动机组件c900。另外或替代地，一个或多个加热器本体c100和/或一个或多个发动机本体c050可以诸如经由螺栓、紧固件等而彼此可操作地联接或彼此是能够可操作地联接的，以便提供组装的发动机组件c900。
发动机组件c900可以包括一个或多个活塞组件c090和一个或多个发电机组件c092。一个或多个活塞组件c090和一个或多个发电机组件c092可以能够可操作地插入发动机本体c050和/或加热器本体c100内。一个或多个发电机组件c092可以接收一个或多个活塞组件092的中间部分。一个或多个活塞组件c090和/或一个或多个发电机组件c092可以在将至少一个发动机本体c050可操作地联接到另一个发动机本体c050或联接到加热器本体c100之前被插入发动机本体c050和/或加热器本体c100中。另外或替代地，一个或多个活塞组件c090和/或一个或多个发电机组件c092可以在将至少一个加热器本体c100可操作地联接到发动机本体c050之前被插入发动机本体c050和/或加热器本体c100中。这样，发动机组件c900可以至少部分地通过将一个或多个活塞组件c090和/或一个或多个发电机组件c092安装到组成发动机组件c900的一个或多个整体本体和/或整体本体段中而被一体形成和/或组装。一个或多个整体本体和/或整体本体段可以在其中安装一个或多个活塞组件c090和/或一个或多个发电机组件c092之后彼此可操作地连接。然而，应当理解，在一些实施例中，组成发动机组件c900的更多整体本体和/或整体本体段中的一些整体本体和/或整体本体段可以在其中安装一个或多个活塞组件c090和/或一个或多个发电机组件c092之前彼此可操作地联接。
图1.8.1A至1.8.1F示出示例性发动机组件c900的分解视图。发动机组件c900可以包括至少两个整体本体或整体本体段，在其内可以围住一个或多个活塞组件c090和一个或多个发电机组件c092。例如，发动机组件c900可以包括第一整体本体和第二整体本体，第一整体本体包括第一加热器本体c100和发动机本体c050的第一部分，第二整体本体包括第二加热器本体c100和发动机本体c050的第二部分。在一些实施例中，发动机组件c900可以仅包括两个整体本体或整体本体段，而在其他实施例中，发动机组件c900可以包括多于两个的(例如，多个)整体本体或整体本体段。
组成发动机组件的一个或多个整体本体和/或整体本体段可以包括一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体。一个或多个再生器本体可以限定另一个整体本体的一部分或整体本体段的一部分。替代地，一个或多个再生器本体可以表示整体本体或整体本体段，诸如能够插入、插入、能够可操作地联接、或可操作地联接到另一个整体本体或整体本体段的整体本体或整体本体段。一个或多个冷冻机本体可以限定另一个整体本体的一部分或整体本体段的一部分。替代地，一个或多个冷冻机本体可以表示整体本体或整体本体段，诸如能够插入、插入、能够可操作地联接、或可操作地联接到另一个整体本体或整体本体段的整体本体或整体本体段。
图1.8.1A和1.8.1C中所示的发动机组件c900包括两个整体本体或整体本体段，在其内可以围住一个或多个活塞组件c090和一个或多个发电机组件c092。图1.8.1A和1.8.1C中所示的实施例在可操作地将第一整体本体联接到第二整体本体时，允许在发动机组件c900内围住一个或多个活塞组件c090和一个或多个发电机组件c092，这可以有利地使组装步骤最小化。
如图1.8.1A所示，第一整体本体可以在与一个或多个发电机组件c092的轴向端对应的轴向位置处或周围与第二整体本体分离。发动机本体c050的第一部分(例如，在所示的左侧上)可以限定一个或多个发电机外壳，一个或多个发电机外壳分别被构造成接收一个或多个发电机组件c092。一个或多个发电机组件c092可以被分别安装在由发动机本体c050的第一部分所限定的一个或多个发电机外壳中。发动机本体c050的第一部分可以限定第一组一个或多个活塞室c112，第一组一个或多个活塞室c112分别被构造成接收一个或多个活塞组件c090的第一部分。一个或多个活塞组件c090的第一部分可以分别安装在由发动机本体c050的第一部分所限定的一个或多个活塞室c112中。
另外或替代地，发动机本体c050的第二部分可以限定第二组一个或多个活塞室c112，第二组一个或多个活塞室c112分别被构造成接收一个或多个活塞组件c090的第二部分。一个或多个活塞组件c090的第二部分可以分别安装在由发动机本体c050的第二部分所限定的第二组一个或多个活塞室c112中。发动机本体c050的第二部分和发动机本体c050的第一部分可以彼此可操作地连接，在其中围住一个或多个发电机组件c092和一个或多个活塞组件c090。
作为另一个示例，如图1.8.1C所示，第一整体本体可以在发动机组件c900的中点处或周围与第二整体本体分离。第一整体本体(例如，在所示的左侧上)可以包括发动机本体c050的第一部分，发动机本体c050的第一部分被构造成接收一个或多个发电机组件c092的第一部分，并且第二整体本体可以包括发动机本体c050的第二部分，发动机本体c050的第二部分被构造成接收一个或多个发电机组件c092的第二部分。一个或多个活塞组件c090和/或一个或多个发电机组件c092可以安装在发动机本体c050的第一部分和/或第二部分中，并且两个整体本体或整体本体段可以彼此可操作地联接，在其中围住一个或多个发电机组件c092和一个或多个活塞组件c090。
如图1.8.1B所示，发动机组件c900可以包括多个整体本体或整体本体段，多个整体本体或整体本体段在与发动机组件的相应部件对应的位置处或周围分离。根据图1.8.1B构造的发动机组件c900可以包括分别与发动机组件c900的相应元件对应的分离的整体本体或整体本体段。例如，发动机组件c900可以包括：包括第一加热器本体c100的第一整体本体段(例如，在所示的左上侧上)，包括与一个或多个活塞组件c090的左侧对应的发动机本体c050的第一部分的第二整体本体段，包括与一个或多个发电机组件对应的发动机本体c050的第二部分的第三整体本体段，包括与一个或多个活塞组件c090的右侧对应的发动机本体c050的第三部分的第四整体本体段，以及包括第二加热器本体c100的第五整体本体段。包括第一加热器本体c100的第一整体本体段可以另外包括发动机本体c050的一部分。另外或替代地，包括第二加热器本体c100的第二整体本体段可以包括发动机本体c050的一部分。
第二整体本体段可以限定与第一加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体。另外或替代地，与第一加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体可以可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体段。第四整体本体段可以限定与第二加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体。另外或替代地，与第二加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体可以可操作地联接或能够可操作地联接到第四整体本体段。
一个或多个发电机组件c092可以安装在由发动机本体c050的第二部分所限定的一个或多个发电机外壳中。一个或多个活塞组件c090的第一部分可以安装在由发动机本体c050的第一部分所限定的对应的一个或多个活塞室c112中，和/或一个或多个活塞组件c090的第二部分可以安装在由发动机本体c050的第二部分所限定的对应的一个或多个活塞室c112中。发动机组件c900的相应部分可以彼此可操作地联接，在其中围住一个或多个发电机组件c092和一个或多个活塞组件c090。
如图1.8.1D所示，发动机组件c900可以包括：包括第一加热器本体c100和发动机本体c050的第一部分的第一整体本体或整体本体段，包括发动机本体c050的第二部分的第二整体本体或整体本体段，以及包括第二加热器本体c100和发动机本体c050的第三部分的第三整体本体或整体本体段。发动机本体c050的第二部分可以限定一个或多个发电机外壳，一个或多个发电机外壳被构造成接收一个或多个发电机组件c092，并且发动机本体c050的第一部分和第二部分可以分别限定一个或多个活塞室c112，一个或多个活塞室c112分别被构造成接收一个或多个活塞组件c090的相应部分。一个或多个发电机组件c092可以安装在由发动机本体c050的第二部分所限定的一个或多个发电机外壳中。一个或多个活塞组件c090的第一部分可以安装在由发动机本体c050的第一部分所限定的一个或多个活塞室c112中，和/或一个或多个活塞组件c090的第二部分可以安装在由发动机本体c050的第三部分所限定的一个或多个活塞室中。相应的整体本体和/或整体本体段可以彼此可操作地连接，在其中围住一个或多个发电机组件c092和一个或多个活塞组件c090。
第二整体本体或整体本体段可以限定与第一加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体。另外或替代地，与第一加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体可以可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体或整体本体段。
第三整体本体或整体本体段可以限定与第二加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体。另外或替代地，与第二加热器本体c100对应的一个或多个再生器本体和/或一个或多个冷冻机本体可以可操作地联接或能够可操作地联接到第三整体本体或整体本体段。
如图1.8.1E所示，发动机组件c900可以包括：包括第一加热器本体c100和发动机本体c050的第一部分的第一整体本体或整体本体段，包括发动机本体c050的第二部分的第二整体本体或整体本体段，包括发动机本体c050的第三部分的第三整体本体或整体本体段，以及包括第二加热器本体c100和发动机本体c050的第四部分的第四整体本体或整体本体段。发动机本体c050的第二部分可以限定一个或多个发电机外壳，一个或多个发电机外壳分别被构造成接收一个或多个发电机组件c092的第一部分。另外或替代地，发动机本体c050的第三部分可以限定一个或多个发电机外壳，一个或多个发电机外壳分别被构造成接收一个或多个发电机组件c092的第二部分。发动机本体c050的第二部分和第三部分可以另外限定一个或多个活塞室c112的至少一部分，一个或多个活塞室c112的至少一部分分别被构造成接收一个或多个活塞组件c090的相应部分。另外或替代地，发动机本体c050的第一部分和/或发动机本体c050的第四部分可以限定一个或多个活塞室c112的至少一部分，一个或多个活塞室c112的至少一部分分别被构造成接收一个或多个活塞组件c090的相应部分。一个或多个发电机组件c092的第一部分可以分别安装在由发动机本体c050的第二部分所限定的一个或多个发电机外壳中，和/或一个或多个发电机组件c092的第二部分可以分别安装在由发动机本体c050的第三部分所限定的一个或多个发电机外壳中。一个或多个活塞组件c090的第一部分可以分别安装在由发动机本体c050的第二部分所限定的一个或多个活塞室c112中，和/或一个或多个活塞组件c090的第二部分可以分别安装在由发动机本体c050的第三部分所限定的一个或多个活塞室c112中。一个或多个活塞组件c090的第三部分可以分别安装在由发动机本体c050的第一部分所限定的一个或多个活塞室c112中，和/或一个或多个活塞组件c090的第四部分可以分别安装在由发动机本体c050的第四部分所限定的一个或多个活塞室c112中。相应的整体本体和/或整体本体段可以彼此可操作地联接，在其中围住一个或多个发电机组件c092和一个或多个活塞组件c090。
如图1.8.1F所示，发动机组件c900可以仅包括一个加热器本体c100。例如，发动机组件c900可以包括：包括加热器本体c100和发动机本体c050的第一部分的第一整体本体或整体本体段，包括发动机本体c050的第二部分的第二整体本体或整体本体段，以及包括发动机本体c050的第三部分的第三整体本体或整体本体段。发动机本体c050的第二部分可以限定一个或多个发电机外壳，一个或多个发电机外壳分别被构造成接收一个或多个发电机组件c092，并且发动机本体c050的第一部分和第二部分可以分别限定一个或多个活塞室c112，一个或多个活塞室c112被构造成接收一个或多个活塞组件c090的相应部分。一个或多个发电机组件c092可以被分别安装在由发动机本体c050的第二部分限定的一个或多个发电机组件中。一个或多个活塞组件c090的第一部分可以被分别安装在由发动机本体c050的第一部分限定的一个或多个活塞室c112中，和/或一个或多个活塞组件c090的第二部分可以被分别安装在由发动机本体c050的第三部分限定的一个或多个活塞室c112中。相应的整体本体和/或整体本体段可以彼此可操作地连接，在其中围住一个或多个发电机组件c092和一个或多个活塞组件c090。
在一些实施例中，可以有利的是，限定加热器本体c100的整体本体或整体本体段还限定对应于加热器本体的一个或多个再生器本体。当加热器本体c100和对应的一个或多个再生器本体分别限定相同的整体本体或整体本体段的一部分时，由加热器本体c110限定的工作流体路径c110可以与对应的一个或多个再生器本体流体连通，同时使流体联接最小化。
在一些实施例中，可以有利的是，限定一个或多个发电机外壳的整体本体或整体本体段还限定对应于一个或多个发电机组件c092的一个或多个冷冻机本体，一个或多个发电机组件c092分别对应于一个或多个发电机外壳。例如，这可以允许冷却流体路径由这种整体本体或整体本体段限定，同时使与一个或多个冷冻机本体相关联的流体联接最小化。
图1.8.1A至1.8.1F中描绘的整体本体和/或整体本体段可以分别反映出一个或多个增材制造的整体本体或增材制造的整体本体段。在一些实施例中，可以在连续工艺中增材制造整体本体或整体本体段，以提供单个整体结构，其没有分开制作的部件的任何接缝、接头或类似特征。另外或替代地，整体本体或整体本体段可以包括多个分开制作的部件，这些分开制作的部件可以使用增材制造技术或其他合适的制作技术形成。例如，加热器本体c100和/或发动机c002可以另外或替代地包括使用除了增材制造以外的制作技术形成的多个部件，并且这些分开部件可以彼此可操作地联接或能够可操作地联接，和/或可操作地联接到或能够可操作地联接到一个或多个整体本体和/或整体本体段。可用于制造本公开的加热器本体c100和闭式循环发动机c002的各种部件的其它合适的制作技术包括但不限于成形(例如滚压、冲压、接合等)、挤压(例如，片材挤压)、减材制造(例如机加工、钻孔、激光切割等)、锻造或铸造，以及它们的组合，或任何其它制造技术。
仍参考图1.8.1A至1.8.1F，示例性发动机组件c900可以包括第一加热器本体c902和第一发动机本体c904。
例如，如图1.8.1A所示，第一整体本体c908可以包括第一加热器本体c902、第一发动机本体c904、第一活塞本体c916和第一机器本体c918。第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的第一部分c906。第一发动机本体c904可以限定第一整体本体c908的第二部分c910。替代地，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的至少一部分和/或第一发动机本体c904可以限定第二整体本体c936的至少一部分c910。
第一发动机本体c904可以包括第一活塞本体c916和第一机器本体c918。第一活塞本体c916可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。第一机器本体c918可以限定发电机外壳c919的至少一部分。发电机外壳c919可以被构造成接收负载装置c092的至少一部分。第一活塞本体c916可以限定第一整体本体c908的第三部分c920和/或第一发动机本体c904的第三部分c920。第一机器本体c918可以限定第一整体本体c908的第四部分c922和/或第一发动机本体c904的第四部分c922。
第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以包括第一再生器本体c926和/或第一冷冻机本体c928。例如，第一活塞本体c916可以包括第一再生器本体c926。第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以另外或替代地包括第一冷冻机本体c928。第一再生器本体c926可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第一冷冻机本体c928可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。例如，如图1.8.1A所示，第一再生器本体c926可以限定第一整体本体c908的第五部分和/或第一冷冻机本体c928可以限定第一整体本体c908的第六部分。
仍参考图1.8.1A至1.8.1F，示例性发动机组件c900可以另外或替代地包括第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。例如，如图1.8.1A所示，第二加热器本体c930可以限定第二整体本体c936的第一部分c934。第二发动机本体c932可以限定第二整体本体c936的第二部分c938。第二整体本体c936可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一整体本体c908和/或第一发动机本体c904。
如图所示1.8.1A，第二发动机本体c932可以包括第二活塞本体c944。第二活塞本体c944可以限定第二整体本体c936的第三部分c948和/或第二发动机本体c932的第三部分c948。第二活塞本体c944可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。第二活塞本体c944可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一整体本体c908和/或第一发动机本体c904。
在一些实施例中，第二活塞本体c944可以包括第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954。例如，第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以包括第二再生器本体c952。第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以另外或替代地包括第二冷冻机本体c954。第二再生器本体c952可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第二冷冻机本体c954可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。例如，如图1.8.1A所示，第二再生器本体c952可以限定第二整体本体c936的第五部分和/或第二冷冻机本体c928可以限定第二整体本体c936的第六部分。另外或替代地，第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954可以限定可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体c936的整体本体段。
现在参考图1.8.1B，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括多个整体本体段。例如，如图1.8.1B所示，发动机组件可以包括第一加热器本体c902、第一发动机本体c904、第二加热器本体c940、第二发动机本体c942和第三发动机本体c960。如图所示，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体段c912的至少一部分。第一发动机本体c904可以限定第二整体本体段c914的至少一部分。第一发动机本体c904可以包括第一活塞本体c916，并且第一活塞本体c916可以限定第二整体本体段c914的至少一部分。第一活塞本体c916可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。第二整体本体段c914(例如，第一活塞本体c916)可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一整体本体段c912(例如，第一加热器本体c902)。例如，第二整体本体段c914(例如，第一发动机本体c904)可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一加热器本体c902。
第一发动机本体c904可以包括第一再生器本体c926和/或第一冷冻机本体c928。第一再生器本体c926和/或第一冷冻机本体c928可以限定第二整体本体段c914的至少一部分。另外或替代地，第一再生器本体c926和/或第一冷冻机本体c928可以限定可操作地联接或能够可操作地联接到第一整体本体c908或第二整体本体段c914的整体本体段。
仍参考图1.8.1B，示例性发动机组件c900可以另外或替代地包括第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。如图所示，第二加热器本体c930可以限定第四整体本体段c940的至少一部分。另外或替代地，第二发动机本体c932可以限定第五整体本体段c942的至少一部分。第二活塞本体c944可以限定第五整体本体段c942的至少一部分。第五整体本体段c942可以可操作地联接或能够可操作地联接到第四整体本体段c940。例如，第五整体本体段c942(例如，第二发动机本体c932或第二活塞本体c944)可以可操作地联接或能够可操作地联接到第二加热器本体c930。
第二发动机本体c932可以包括第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954。第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954可以限定第五整体本体段c942的至少一部分。另外或替代地，第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954可以限定可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体c936或第五整体本体段c942的整体本体段。在一些实施例中，第二活塞本体c944可以包括第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954。第二再生器本体c952可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第二冷冻机本体c954可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。
示例性发动机组件c900可以另外或替代地包括第三发动机本体c960。第三发动机本体c960可以包括第一机器本体c918，并且第一机器本体c918可以限定第三整体本体段c924的至少一部分。第一机器本体c918可以限定发电机外壳c919的至少一部分。发电机外壳c919可以被构造成接收负载装置c092的至少一部分。第三整体本体段c924(例如，第一机器本体c918)可以可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体段c914(例如，第一活塞本体c916)。
现在参考图1.8.1C，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括多个整体本体或整体本体段，诸如限定第一加热器本体c902和第一发动机本体c904的第一整体本体或整体本体段c908，以及限定第二加热器本体c930和第二发动机本体c932的第二整体本体或整体本体段c936。第一整体本体c908可以包括第一加热器本体c902、第一发动机本体c904、第一活塞本体c916和第一机器本体c918。第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的第一部分c906。第一发动机本体c904可以限定第一整体本体c908的第二部分c910。替代地，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的至少一部分和/或第一发动机本体c904可以限定第二整体本体c936的至少一部分c910。
第一发动机本体c904可以包括第一活塞本体c916和第一机器本体c918。第一活塞本体c916可以限定第一整体本体c908的第三部分c920和/或第一发动机本体c904的第三部分c920。第一活塞本体c916可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。第一机器本体c918可以限定第一整体本体c908的第四部分c922和/或第一发动机本体c904的第四部分c922。第一机器本体c918可以限定发电机外壳c919的至少一部分。发电机外壳c919可以被构造成接收负载装置c092的至少一部分。
第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以包括第一再生器本体c926和/或第一冷冻机本体c928。例如，第一活塞本体c916可以包括第一再生器本体c926。第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以另外或替代地包括第一冷冻机本体c928。第一再生器本体c926可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第一冷冻机本体c928可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。第一再生器本体c926可以限定第一整体本体c908的第五部分和/或第一冷冻机本体c928可以限定第一整体本体c908的第六部分。
仍参考图1.8.1C，示例性发动机组件c900可以另外或替代地包括第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。第二加热器本体c930可以限定第二整体本体c936的第一部分c934。第二发动机本体c932可以限定第二整体本体c936的第二部分c938。第二整体本体c936可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一整体本体c908和/或第一发动机本体c904。
第二发动机本体c932可以包括第二活塞本体c944和/或第二机器本体c946。第二活塞本体c944可以限定第二整体本体c936的第三部分c948和/或第二发动机本体c932的第三部分c948。第二活塞本体c944可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。第二机器本体c946可以限定第二整体本体c936的第四部分c950和/或第二发动机本体c932的第四部分c950。第二机器本体c946可以限定发电机外壳c919的至少一部分。发电机外壳c919可以被构造成接收负载装置c092的至少一部分。在一些实施例中，第一机器本体c918可以限定发电机外壳c919的第一部分c956，并且第二机器本体c946可以限定发电机外壳c919的第二部分c958。发电机外壳c919的第一部分c956可以可操作地联接或能够可操作地联接到发电机外壳c919的第二部分c958。
在一些实施例中，第二活塞本体c944可以包括第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954。例如，第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以包括第二再生器本体c952。第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以另外或替代地包括第二冷冻机本体c954。第二再生器本体c952可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第二冷冻机本体c954可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。第二再生器本体c952可以限定第二整体本体c936的第五部分和/或第二冷冻机本体c928可以限定第二整体本体c936的第六部分。另外或替代地，第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954可以限定可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体c936的整体本体段。
现在参考图1.8.1D，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括多个整体本体或整体本体段，诸如限定第一加热器本体c902和第一发动机本体c904的第一整体本体或整体本体段c908，限定第二加热器本体c930和第二发动机本体c932的第二整体本体或整体本体段c936，以及限定第三发动机本体c960的第三整体本体或整体本体段c962。
第一整体本体c908可以包括第一加热器本体c902、第一发动机本体c904和第一活塞本体c916。第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的第一部分c906。第一发动机本体c904可以限定第一整体本体c908的第二部分c910。替代地，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的至少一部分和/或第一发动机本体c904可以限定第二整体本体c936的至少一部分c910。
第一发动机本体c904可以包括限定第一整体本体c908的第三部分c920和/或第一发动机本体c904的第三部分c920的第一活塞本体c916。第一活塞本体c916可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。
第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以包括第一再生器本体c926。例如，第一活塞本体c916可以包括第一再生器本体c926和/或第一冷冻机本体c928。第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以另外或替代地包括第一冷冻机本体c928。第一再生器本体c926可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第一冷冻机本体c928可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。第一再生器本体c926可以限定第一整体本体c908的第五部分和/或第一冷冻机本体c928可以限定第一整体本体c908的第六部分。
仍参考图1.8.1D，示例性发动机组件c900可以另外或替代地包括第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。第二加热器本体c930可以限定第二整体本体c936的第一部分c934。第二发动机本体c932可以限定第二整体本体c936的第二部分c938。
第二发动机本体c932可以包括第二活塞本体c944。第二活塞本体c944可以限定第二整体本体c936的第三部分c948和/或第二发动机本体c932的第三部分c948。第二活塞本体c944可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。
在一些实施例中，第二活塞本体c944可以包括第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954。例如，第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以包括第二再生器本体c952。第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以另外或替代地包括第二冷冻机本体c954。第二再生器本体c952可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。另外或替代地，第二冷冻机本体c954可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。第二再生器本体c952可以限定第二整体本体c936的第五部分和/或第二冷冻机本体c928可以限定第二整体本体c936的第六部分。另外或替代地，第二再生器本体c952和/或第二冷冻机本体c954可以限定可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体c936的整体本体段。
例如，如图1.8.1D所示，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括第三发动机本体c960。第三发动机本体c960可以限定第三整体本体或整体本体段c962的至少一部分。如图所示1.8.1D，第三发动机本体c960可以可操作地联接到第一发动机本体c904和/或第二发动机本体c932。第三发动机本体c960可以包括第三机器本体c964。第三机器本体c964可以限定第三整体本体c962的第一部分c972或整体本体段的至少一部分。第三机器本体c964可以限定发电机外壳c919的至少一部分。发电机外壳c919可以被构造成接收负载装置c092的至少一部分。第三机器本体c964可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一发动机本体c904和/或第二发动机本体c932。
现在参考图1.8.1E，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括多个整体本体或整体本体段，诸如限定第一加热器本体c902和第一发动机本体c904的第一整体本体或整体本体段c908，限定第二加热器本体c930和第二发动机本体c932的第二整体本体或整体本体段c936，限定第三发动机本体c960的第三整体本体或整体本体段c962，以及限定第四发动机本体c976的第四整体本体或整体本体段c978。
第一整体本体c908可以包括第一加热器本体c902、第一发动机本体c904和第一活塞本体c916。第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的第一部分c906。第一发动机本体c904可以限定第一整体本体c908的第二部分c910。替代地，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的至少一部分和/或第一发动机本体c904可以限定第二整体本体c936的至少一部分c910。
第一发动机本体c904可以包括限定第一整体本体c908的第三部分c920和/或第一发动机本体c904的第三部分c920的第一活塞本体c916。第一活塞本体c916可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。
第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以包括第一再生器本体c926。例如，第一活塞本体c916可以包括第一再生器本体c926。第一再生器本体c926可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。第一再生器本体c926可以限定第一整体本体c908的第五部分。
仍参考图1.8.1E，示例性发动机组件c900可以另外或替代地包括第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。第二加热器本体c930可以限定第二整体本体c936的第一部分c934。第二发动机本体c932可以限定第二整体本体c936的第二部分c938。
第二发动机本体c932可以包括第二活塞本体c944。第二活塞本体c944可以限定第二整体本体c936的第三部分c948和/或第二发动机本体c932的第三部分c948。第二活塞本体c944可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。
在一些实施例中，第二活塞本体c944可以包括第二再生器本体c952。例如，第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932可以包括第二再生器本体c952。第二再生器本体c952可以限定第二活塞本体c944的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第二活塞本体c944的整体本体段的至少一部分。第二再生器本体c952可以限定第二整体本体c936的第五部分和/或。另外或替代地，第二再生器本体c952可以限定可操作地联接或能够可操作地联接到第二整体本体c936的整体本体段。
如图1.8.1E所示，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括第三发动机本体c960和第四发动机本体c976。第三发动机本体c960可以限定第三整体本体或整体本体段c962的至少一部分。第三发动机本体c960可以可操作地联接或可能可操作地联接到第一发动机本体c904和/或第四发动机本体c976。第三发动机本体c960可以包括第三机器本体c964和/或第三活塞本体c966。第三机器本体c964可以限定第三整体本体c962的第一部分c972或整体本体段的至少一部分。第三活塞本体c966可以限定第三整体本体c962的第二部分c974或整体本体段的至少一部分。第三机器本体c964可以可操作地联接或能够可操作地联接到第四发动机本体c976和/或第三活塞本体c966可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一发动机本体c904(例如，第一活塞本体c916)。
第四发动机本体c976可以限定第四整体本体c978的至少一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第三发动机本体c960和/或第二发动机本体c932的整体本体段的至少一部分。第四发动机本体c976可以包括第四机器本体c980和/或第四活塞本体c982。第四机器本体c980可以限定第四整体本体c978的第一部分c984或整体本体段的至少一部分。第四活塞本体c982可以限定第四整体本体c978的第二部分c986或整体本体段的至少一部分。第四机器本体c980可以可操作地联接或能够可操作地联接到第三发动机本体c960(例如，第三机器本体c964)和/或第四活塞本体c982可以可操作地联接或能够可操作地联接到第二发动机本体c932(例如，第二活塞本体c944)。第三机器本体c960可以限定发电机外壳c919的第一部分，并且第四机器本体c980可以限定发电机外壳c919的第二部分。
第一活塞本体c916可以可操作地联接或能够可操作地联接到第三活塞本体c966。第一活塞本体c916可以限定第一活塞室c112的第一部分c968，并且第三活塞本体c966可以限定第一活塞室c112的第二部分c970。第二活塞本体c944可以可操作地联接或能够可操作地联接到第四活塞本体c982。第二活塞本体c944可以限定第二活塞室c112的第一部分c968，并且第四活塞本体c982可以限定第二活塞室c112的第二部分c970。
第三活塞本体c966可以包括第一冷冻机本体c928和/或第四活塞本体c982可以包括第二冷冻机本体c954。第一冷冻机本体c928可以限定第三整体本体c962的至少一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第三活塞本体c966的整体本体段的至少一部分。第二冷冻机本体c954可以限定第四整体本体c978的至少一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第四活塞本体c982的整体本体段的至少一部分。
现在参考图1.8.1F，在一些实施例中，发动机组件c900可以包括多个整体本体或整体本体段，诸如限定第一加热器本体c902和第一发动机本体c904的第一整体本体或整体本体段c908，限定第二发动机本体c932的第二整体本体或整体本体段c936，以及限定第三发动机本体c960的第三整体本体或整体本体段c962。
第一整体本体c908可以包括第一加热器本体c902、第一发动机本体c904和第一活塞本体c916。第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的第一部分c906。第一发动机本体c904可以限定第一整体本体c908的第二部分c910。替代地，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体c908的至少一部分和/或第一发动机本体c904可以限定第二整体本体c936的至少一部分c910。
第一发动机本体c904可以包括限定第一整体本体c908的第三部分c920和/或第一发动机本体c904的第三部分c920的第一活塞本体c916。第一活塞本体c916可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。
第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904可以包括第一再生器本体c926。例如，第一活塞本体c916可以包括第一再生器本体c926。第一再生器本体c926可以限定第一活塞本体c916的一部分，或者可操作地联接到或能够可操作地联接到第一活塞本体c916的整体本体段的至少一部分。第一再生器本体c926可以限定第一整体本体c908的第五部分。
第二发动机本体c932可以限定第二整体本体c936的第二部分c938。第二整体本体c936可以可操作地联接或能够可操作地联接到第三发动机本体c960。
第二发动机本体c932可以包括第二活塞本体c944和/或第二机器本体c946。第二活塞本体c944可以限定第二整体本体c936的第三部分c948和/或第二发动机本体c932的第三部分c948。第二活塞本体c944可以限定活塞室c112的至少一部分。活塞室c112可以被构造成接收活塞组件c090的至少一部分。第二机器本体c946可以限定第二整体本体c936的第四部分c950和/或第二发动机本体c932的第四部分c950。第二机器本体c946可以限定发电机外壳c919的至少一部分。发电机外壳c919可以被构造成接收负载装置c092的至少一部分。在一些实施例中，第一机器本体c918可以限定发电机外壳c919的第一部分c956，并且第二机器本体c946可以限定发电机外壳c919的第二部分c958。发电机外壳c919的第一部分c956可以可操作地联接或能够可操作地联接到发电机外壳c919的第二部分c958。
第三发动机本体c960和第四发动机本体c976。第三发动机本体c960可以限定第三整体本体或整体本体段c962的至少一部分。第三发动机本体c960可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一发动机本体c904和/或第四发动机本体c976。第三发动机本体c960可以包括第三机器本体c964和/或第三活塞本体c966。第三机器本体c964可以限定第三整体本体c962的第一部分c972或整体本体段的至少一部分。第三活塞本体c966可以限定第三整体本体c962的第二部分c974或整体本体段的至少一部分。第三机器本体c964可以可操作地联接或能够可操作地联接到第四发动机本体c976和/或第三活塞本体c966可以可操作地联接或能够可操作地联接到第一发动机本体c904(例如，第一活塞本体c916)。第一活塞本体c916可以可操作地联接或能够可操作地联接到第三活塞本体c966。第一活塞本体c916可以限定第一活塞室c112的第一部分c968，并且第三活塞本体c966可以限定第一活塞室c112的第二部分c970。第三活塞本体c966可以包括第一冷冻机本体c928。第一冷冻机本体c928可以限定第三整体本体c962的至少一部分，或者可操作地联接或能够可操作地联接到第三活塞本体c966的整体本体段的至少一部分。
现在参考图1.8.2，示例性发动机组件c900可以包括一个或多个发动机工作流体热交换器本体c988。一个或多个发动机工作流体热交换器本体c988可以限定第一加热器本体c902的至少一部分和/或第一发动机本体c904的至少一部分。工作流体热交换器本体c988可以包括在活塞本体与再生器本体之间(例如，在第一活塞本体c916与第一再生器本体c926之间，或者在第二活塞本体c944与第二再生器本体c952之间)流体连通的多个工作流体路径c110。例如，发动机本体c904可以包括第一活塞本体c916、第一再生器本体c926和工作流体热交换器本体c988，工作流体热交换器本体c988包括在第一活塞本体c916与第一再生器本体c926之间流体连通的多个工作流体路径c110。工作流体热交换器本体c988可以限定第一加热器本体c902的至少一部分和/或第一发动机本体c904的至少一部分。工作流体热交换器本体c988可以另外或替代地包括加热室本体c990。
在一些实施例中，第一加热器本体c902可以限定第一整体本体段c912的至少一部分和/或第一发动机本体c904可以限定第二整体本体段c914的至少一部分。第一加热器本体c902可以包括加热室本体c990的至少一部分。加热室本体c990可以限定第一整体本体段c912的至少一部分。第二整体本体段c914可以包括工作流体热交换器本体c988的至少一部分、第一活塞本体c916的至少一部分和/或第一再生器本体c926的至少一部分。工作流体热交换器本体c988可以限定第二整体本体段c914的至少一部分。加热室本体c990可以包围工作流体热交换器本体c988的至少一部分。例如，加热室本体c990可以限定包围工作流体热交换器本体c988的至少一部分的再循环路径c104的至少一部分。加热室本体c990可以在上游部分(例如，在径向内侧部分)与加热流体入口c992流体连通。例如，加热室本体c990可以与燃烧室c102流体连通，诸如与燃烧室出口c412流体连通。加热室本体c990可以在下游部分(例如，在径向外侧部分)处与加热流体出口c994流体连通。例如，加热室本体c990可以与再循环环c208流体连通。
再次参考图1.8.1A到1.8.1F，示例性发动机组件c900可以包括一个或多个燃料喷射器本体c401。示例性燃料喷射器本体c401可以包括一个或多个燃烧器盖c210。例如，发动机组件c900可以包括第一燃料喷射器本体c401。第一燃料喷射器本体c401可以包括与第一加热器本体c902整体成一体的第一燃烧器盖c210。替代地，第一燃料喷射器本体c401可以包括可操作地联接或能够可操作地联接到第一加热器本体c902的第一燃烧器盖c210。另外或替代地，发动机组件c900可以包括第二燃料喷射器本体c401。第二燃料喷射器本体可以包括与第二加热器本体c930整体成一体的第二燃烧器盖c210。替代地，第二燃料喷射器本体c401可以包括可操作地联接或能够可操作地联接到第二加热器本体c930的第二燃烧器盖c210。第一燃料喷嘴c214可以与第一燃烧器盖c210整体成一体。替代地，第一燃料喷嘴c214可以可操作地联接到或能够可操作地联接到第一燃烧器盖c210。另外或替代地，第二燃料喷嘴c214可以与第二燃烧器盖c210整体成一体。替代地，第二燃料喷嘴c214可以可操作地联接或能够可操作地联接到第二燃烧器盖c210。第一活塞组件c090可以可操作地插入或能够可操作地插入到第一活塞室c112中和/或第二活塞组件c090可以可操作地插入或能够可操作地插入到第二活塞室c112中。第一负载装置c092可以可操作地插入或能够可操作地插入到第一发电机外壳c919中和/或第二负载装置c092可以可操作地插入或能够可操作地插入到第二发电机外壳c919中。
现在转到图1.8.3，将描述构建发动机组件c900的示例性方法。如图1.8.3所示，示例性方法c4000可以包括在方框c4002处，将第一整体本体c908或第一整体本体段c912联接到第二整体本体c936或第二整体本体段c914。第一整体本体c908或第一整体本体段c914可以被增材制造和/或第二整体本体c936或第二整体本体段c914可以被增材制造。第一整体本体c908或第一整体本体段c912可以包括第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904。第二整体本体c936或第二整体本体段c914可以包括第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。第一整体本体c908或第一整体本体段c912可以包括安装在其中的第一活塞组件c090和/或第一负载装置c092。另外或替代地，第二整体本体c936或第二整体本体段c914可以包括安装在其中的第一活塞组件c090和/或第一负载装置c092。
在方框c4004处，示例性方法1000可以包括增材制造第一整体本体c908或第一整体本体段c912。增材制造第一整体本体c908或第一整体本体段c912可以包括增材制造第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904。在方框c4006处，示例性方法1000可以包括将第一活塞组件c090和/或第一负载装置c092安装在第一整体本体c908或第一整体本体段c912中。例如，方法1000可以包括将第一活塞组件c090安装在第一加热器本体c902和/或第一发动机本体c904中。另外或替代地，方法1000可以包括将第一负载装置c092安装在第一加热器本体c902中和/或安装在第一发动机本体c904中。
在方框c4008处，示例性方法1000可以包括增材制造第二整体本体c936或第二整体本体段c914。增材制造第二整体本体c936或第二整体本体段c914可以包括增材制造第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932。在方框c4010处，示例性方法1000可以包括将第一活塞组件c090和/或第一负载装置c092安装在第二整体本体c936或第二整体本体段c914中。例如，方法1000可以包括将第一活塞组件c090安装在第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932中。另外或替代地，方法1000可以包括将第一负载装置c092安装在第二加热器本体c930和/或第二发动机本体c932中。
在方框c4012，示例性方法1000可以包括增材制造第一活塞本体c916。第一活塞本体c916可以限定第一整体本体c908的至少一部分或第一整体本体段c912的至少一部分。另外或替代地，第一活塞本体c916可以限定第二整体本体c936的至少一部分或者第二整体本体段c914的至少一部分。示例性方法c4000可以另外或替代地包括将第一活塞组件c090安装在第一活塞本体c916中。
在方框c4014处，示例性方法1000可以另外或替代地包括增材制造第一机器本体c922。第一机器本体c922可以限定第一整体本体c908的至少一部分或第一整体本体段c912的至少一部分。另外或替代地，第一机器本体c922可以限定第二整体本体c936的至少一部分或者第二整体本体段c912的至少一部分。示例性方法c4000可以另外或替代地包括将第一负载装置c092安装在第一机器本体c922中。
在方框c4016处，示例性方法1000可以另外或替代地包括增材制造第一再生器本体c926。第一再生器本体c926可以限定第一整体本体c908的至少一部分或第一整体本体段c912的至少一部分。另外或替代地，第一再生器本体c926可以限定第二整体本体c936的至少一部分或者第二整体本体段c912的至少一部分。示例性方法c4000可以另外或替代地包括将第一再生器本体c926安装在第一整体本体c908中或第一整体本体段c912的至少一部分中。
在方框c4018处，示例性方法1000可以另外或替代地包括增材制造第一冷冻机本体c928。第一冷冻机本体c928可以限定第一整体本体c908的至少一部分或第一整体本体段c912的至少一部分。另外或替代地，第一冷冻机本体c928可以限定第二整体本体c936的至少一部分或者第二整体本体段c912的至少一部分。示例性方法c4000可以另外或替代地包括将第一冷冻机本体c928安装在第一整体本体c908中或第一整体本体段c912的至少一部分中。
如本文所使用的，术语“增材制造”或“增材制造技术或工艺”通常指制造工艺，其中在彼此上提供材料的连续层以逐层“堆积”三维部件。连续层通常熔融在一起以形成可以具有各种一体子部件的整体部件。
虽然本文描述的增材制造技术是通常在垂直方向上通过逐点、逐层地构建物体来提供复杂物体的制作，但是其他制作方法是可能的并且在本主题的范围内。例如，虽然本文的讨论涉及添加材料以形成连续层，但是本领域技术人员将理解，本文公开的方法和结构可以用任何增材制造技术或制造技术来实践。例如，本公开的实施例可以使用层添加工艺、层减少工艺或混合工艺。作为另一个示例，本公开的实施例可以包括选择性地沉积粘合剂材料以将粉末层的部分化学结合在一起以形成生坯制品。在固化之后，可以对生坯制品进行预烧结以形成棕色体制品，棕色体制品基本上去除了全部的粘合剂，并且完全烧结以形成固结制品。
根据本公开的合适的增材制造技术包括，例如，熔融沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、诸如通过喷墨和激光喷射的3D打印、立体光刻(SLA)、直接激光烧结(DLS)、直接选择性激光烧结(DSLS)、电子束烧结(EBS)、电子束熔化(EBM)、激光工程净成形(LENS)、激光净成形制造(LNSM)、直接金属沉积(DMD)、数字光处理(DLP)、直接激光熔化(DLM)、直接选择性激光熔化(DSLM)、选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光熔化(DMLM)、粘合剂喷射(BJ)、和其它已知工艺。
本文描述的增材制造工艺可用于使用任何合适的材料来形成部件。例如，材料可以是塑料、金属、混凝土、陶瓷、聚合物、环氧树脂、光聚合物树脂，或可以是固态、液态、粉末、片材、线材或其任何其他适当形式或组合的任何其他适当材料。更具体地，根据本主题的示例性实施例，本文所述的增材制造部件可以以部分材料形成，以整体材料形成，或以材料的某些组合形成，材料包括但不限于纯金属、镍合金、铬合金、钛、钛合金、镁、镁合金、铝、铝合金以及镍或钴基超级合金(例如，(例如，可从Special Metals Corporation获得的名称为
的那些)。这些材料是适合于在本文描述的增材制造工艺中使用的材料的实例，并且通常可以称为“增材材料”。
另外，本领域技术人员应当理解，用于粘合那些材料的各种材料和方法可以被使用并且被设想为在本公开的范围内。如本文所使用的，对“熔融”或“结合”的引用可指用于产生任何上述材料的结合层的任何合适的工艺。例如，如果物体由聚合物制成，则熔融可指在聚合物材料之间产生热固性结合。如果物体是环氧树脂，则可以通过交联工艺形成粘结。如果材料是陶瓷，则可以通过烧结工艺形成结合。如果材料是粉末状金属，则可以通过熔化或烧结工艺形成结合，或者附加地通过粘合剂工艺形成结合。本领域技术人员应当理解，通过增材制造将材料熔融成部件的其他方法是可能的，并且本公开的主题可以利用这些方法来实践。
另外，本文公开的增材制造工艺允许由多种材料形成单个部件。因此，本文描述的部件可以由上述材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可以包括使用不同的材料、工艺和/或在不同的增材制造机器上形成的多个层、分段或零件。如此，可以建造具有不同材料和材料特性的部件，用于满足任何特定应用的需求。另外，虽然本文描述的部件完全由增材制造工艺建造，但应当理解，在替代实施例中，这些部件的全部或一部分可以经由铸造、机加工和/或任何其他合适的制造工艺来形成。实际上，可以使用材料和制造方法的任何合适的组合来形成这些部件。
现在将描述示例性增材制造工艺。增材制造工艺使用部件的三维(3D)信息(例如三维计算机模型)来制作部件。因此，可以在制造之前限定部件的三维设计模型。在这方面，可以扫描部件的模型或原型以确定部件的三维信息。作为另一个示例，可以使用合适的计算机辅助设计(CAD)程序来建造部件的模型，以限定部件的三维设计模型。
设计模型可以包括包含部件的外表面和内表面的部件的整个构造的3D数值坐标。例如，设计模型可以限定本体、表面和/或内部通道，诸如开口、支撑结构等。在一个示例性实施例中，三维设计模型例如沿着部件的中心(例如，竖直)轴线或任何其他合适的轴线被转换为多个切片或分段。每个切片可针对该切片的预定高度限定该部件的薄截面。多个连续的截面切片一起形成3D部件。然后，部件被逐片或逐层“堆积”，直到完成。
如此，可以使用增材工艺来制作本文描述的部件，或者更具体地，例如通过使用激光能量或热量来使塑料熔融或聚合，或者通过烧结或熔化金属粉末，来连续地形成每一层。例如，特定类型的增材制造工艺可以使用能量束，例如电子束或电磁辐射(诸如激光束)，以烧结或熔化粉末材料。可以使用任何合适的激光和激光参数，包括关于电力、激光束斑尺寸和扫描速度的考虑。构建材料可以由任何合适的粉末或材料形成，粉末或材料被选择用于增强强度、耐久性和使用寿命，特别是在高温下。
每个连续的层可以是例如在大约10μm与200μm之间，尽管厚度可以基于任何数量的参数来选择，并且根据替代实施例，可以是任何合适的尺寸。因此，利用上述增材形成方法，本文所述的部件可以具有与在增材形成工艺期间使用的相关粉末层的一个厚度(例如，10μm)一样薄的截面。
另外，利用增材工艺，部件的表面光洁度和特征可以取决于应用而根据需要变化。例如，在增材工艺期间，特别是在对应于零件表面的截面层的外围中，可以通过选择适当的激光扫描参数(例如，激光功率、扫描速度、激光焦斑尺寸等)来调节表面光洁度(例如，使得更平滑或更粗糙)。例如，可以通过增加激光扫描速度或减小形成的熔池的尺寸来实现更粗糙的光洁度，并且可以通过减小激光扫描速度或增大形成的熔池的尺寸来实现更平滑的光洁度。也可以改变扫描图案和/或激光功率以改变所选区域中的表面光洁度。
在部件的制作完成之后，可以对部件应用各种后处理过程。例如，后处理过程可以包括通过例如吹送或抽真空来除去过量粉末。其它后处理过程可以包括应力解除工艺。另外，热后处理过程、机械后处理过程和/或化学后处理过程可用于完成零件以实现期望的强度、表面光洁度、减小的孔隙率减小和/或增加的密度(例如，经由热等静压)以及其它部件特性或特征。
应当理解，本领域技术人员可以添加或修改本文示出和描述的特征，以促进制造本文提供的系统A10而无需进行不必要的实验。例如，构建特征，诸如桁架、网格、构建表面或其他支撑特征，或材料或流体进入或外出端口，可以从本几何形状添加或修改，以至少基于期望的制造工艺或期望的特定增材制造工艺来促进系统A10的实施例的制造。
值得注意的是，在示例性实施例中，由于制造限制，本文描述的部件的几个特征先前是不可能的。然而，本发明人已经有利地利用增材制造技术中的当前进步来开发了大体上根据本公开的这些部件的示例性实施例。虽然本公开的某些实施例可以不限于使用增材制造来大体上形成这些部件，但是增材制造提供了各种制造优点，包括制造的容易性、降低的成本、更高的精度等。
在这点上，利用增材制造方法，甚至多零件的部件可以形成为单件连续金属，因此与现有设计相比可以包括更少的子部件和/或接头。通过增材制造一体形成这些多零件部件可以有利地改进总体组装工艺，减少潜在的泄漏，减少热力学损耗，改善热能传递，或提供更高的功率密度。例如，一体形成减少了必须组装的分离零件的数量，从而减少了相关联的时间、总体组装成本、减少了潜在的泄漏路径或减少了潜在的热力学损耗。另外，可以有利地减少例如泄漏的现有问题。更进一步地，可以通过本文描述的工艺来解决或排除分离零件之间的接头质量，以便期望地减少泄漏、组装并改进总体性能。
同样，上述增材制造方法提供了本文描述的要以非常高的精度水平形成的部件的更复杂和繁琐的形状和轮廓。例如，这种部件可以包括薄的增材制造层、截面特征和部件轮廓。作为另一个示例，增材制造可以提供热交换器表面面积、体积、通道、管道或可以期望地改进热交换器效率或性能、或总体发动机或系统性能的其它特征。另外，增材制造工艺提供了具有不同材料的单个部件的制造，使得部件的不同部分可以呈现出不同的性能特性。制造工艺的连续的增材步骤提供了这些新颖特征的建造。结果，本文描述的部件可以呈现出改进的功能性和可靠性。
第1.9章——系统和发动机的示例性实施例
闭式循环发动机布置，诸如斯特林发动机，大体上限定功率输出(瓦特)与平均发动机工作流体压力(帕斯卡)、发动机工作流体的波及体积(立方米)和发动机循环频率(赫兹)(即活塞组件的操作频率)的乘积的比率，或者称为比尔数(Beale number)。斯特林发动机的最大操作比尔数的范围，取决于操作温度和发动机性能，大体上在0.05与0.15之间。参考本文示出和描述的系统A10的某些实施例，本文示出和描述的特征、布置、比率或制造和组装方法提供了发动机A100以限定第一操作参数，其中第一操作参数限定大于或等于0.10的最大操作比尔数。在另一个实施例中，发动机A100限定了大于0.15的最大操作比尔数。在又一实施例中，发动机A100限定了大于0.20的最大操作比尔数。在再一实施例中，发动机A100限定了大于0.23的最大操作比尔数。在各种实施例中，发动机A100限定小于或等于0.35的最大操作比尔数。在还有的各种实施例中，发动机A100限定小于0.30的最大操作比尔数。在一个实施例中，本文示出和描述的发动机A100的实施例限定了在0.10与0.35之间(包括0.10和0.35)的最大操作比尔数。在还有的各种实施例中，发动机A100限定在0.15与0.30之间的最大操作比尔数。
本文提供的系统A10和发动机A100的实施例经由本文提供的特征、布置、比率或制造和组装方法中的一个或多个来提供较大的比尔数。相对于从活塞组件A1010输出的功率，至少部分地经由较低的平均发动机工作流体压力、活塞组件A1010的较低的发动机循环频率、或在流体连接的室A221、A222之间的发动机工作流体的较低的波及体积或其组合来提供较大的比尔数。本文提供的系统A10和发动机A100的示例性实施例可以从活塞组件A1010产生高达100千瓦(kW)或更高的机械功率输出。
本文提供的发动机A100的实施例可以至少部分地基于多个加热器管道C110来提供较大的比尔数，多个加热器管道C110共同限定从热侧热交换器C108到多个加热器管道C110内的发动机工作流体的热能的期望的热传递性。在各种实施例中，系统A10限定发动机工作流体的最大循环体积与多个加热器管道的集合体积的比率。最大循环体积是膨胀室A221、压缩室A222内的发动机工作流体的最大体积以及它们(例如，通过壁式管道A1050连接的一个活塞本体的膨胀室A221和另一个活塞本体的压缩室A222)之间连接的流体体积。最小循环体积是膨胀室A221、压缩室A222内的发动机工作流体的最小体积，以及它们(例如，通过壁式管道A1050连接的一个活塞本体的膨胀室A221和另一个活塞本体的压缩室A222)之间连接的流体体积。最大循环体积和最小循环体积之间的差是波及体积。在一个实施例中，发动机工作流体的最大循环体积与多个加热器管道内的通道体积的比率在2.5与25之间。例如，在各种实施例中，多个加热器管道基于最大循环体积一起容纳发动机工作流体的总体积的五分之二与二十五分之一之间的体积。换句话说，在发动机工作流体的最大循环体积的五分之二与二十五分之一之间，在系统A10的操作期间从热侧热交换器C108接收热能。
在还有的各种实施例中，本文提供的发动机A100的实施例可以至少部分地基于多个加热器管道C110的表面面积对比多个加热器管道C110内的工作流体的体积的比率来提供更大的比尔数。例如，多个加热器管道可以相对于多个加热器管道C110内的发动机工作流体的体积而在多个加热器管道C110内集合地提供表面面积的范围。表面面积大体上可以限定与发动机工作流体直接流体接触的加热器管道的内部区域。在各种实施例中，多个加热器管道的表面面积与多个加热器管道内的工作流体的体积的比率在8与40之间。例如，在各种实施例中，多个加热器管道一起限定了比多个加热器管道的单位体积大8倍到40倍之间的管道内的单位表面面积(即，与发动机工作流体流体接触的表面面积)。
在各种实施例中，多个加热器管道的内表面面积限定在加热器管道C110的第一开口与第二开口之间。第一开口与膨胀室A221直接流体连通，诸如图1.5.1中的活塞室孔C111所示。第二开口与壁式管道C1050直接流体连通，诸如图1.5.1中的开口C113所示。在一个实施例中，第二开口与包括限定在其内的再生器本体C800的壁式管道C1050直接流体连通。在另一个实施例中，多个加热器管道C110的表面面积限定了加热器管道C110的内部面积，该内部面积对应于加热器管道C110从加热器本体C100接收热能的部分。在另一个实施例中，多个加热器管道C110的表面面积限定了加热器管道C110的内部面积，该内部面积从诸如限定在图1.5.1中的多个活塞孔C111处的第一开口延伸到在壁式管道C1050处的再生器本体C800的翅片阵列C1016的第一或近端翅片、翼片、壁或其它特征。在又一个实施例中，诸如在提供加热器管道C110与冷冻机管道A54的直接流体连通的实施例中，诸如图1.5.1中的开口C113所示的第二开口与冷冻机收集室A62或冷冻机管道A54直接流体连通。在各种实施例中，诸如图1.5.1中的开口C113所示的第二开口与冷冻机收集室开口A60直接流体连通。
本文提供的发动机A100的实施例可以至少部分地基于多个冷冻机管道A54来提供较大的比尔数，多个冷冻机管道A54集合地限定从多个冷冻机管道A54内的发动机工作流体到冷侧热交换器A42的热能的期望热传递性。在各种实施例中，系统A10限定发动机工作流体的最大循环体积与多个冷冻机管道A54的集合体积的比率。在一个实施例中，发动机工作流体的最大循环体积与多个冷冻机管道A54的体积的比率在10与100之间。例如，在各种实施例中，多个冷冻机管道A54基于最大循环体积一起容纳发动机工作流体的总体积的十分之一至百分之一之间的体积。换句话说，在系统A10操作期间，将发动机工作流体的最大循环体积的十分之一到百分之一之间的热能传递到冷侧热交换器A42。
在还有的各种实施例中，本文提供的发动机的实施例可以至少部分地基于多个冷冻机管道A54的表面面积对比多个冷冻机管道A54内的工作流体的体积的比率来提供较大的比尔数。例如，特别地，多个冷冻机管道A54可以相对于多个冷冻机管道A54内的发动机工作流体的体积，在多个冷冻机管道A54内集合地提供表面面积的范围。在各种实施例中，多个冷冻机管道A54的表面面积与多个冷冻机管道A54内的工作流体的体积的比率在7到40之间。例如，在各种实施例中，多个冷冻机管道A54一起限定了比多个冷冻机管道A54的单位体积大7倍到40倍之间的管道内的单位表面面积(即，与发动机工作流体流体接触的表面面积)。
在各种实施例中，冷冻机管道A54的表面面积从冷冻机通道开口A58限定到冷冻机收集室开口A60。在一个实施例中，冷冻机管道A54的表面面积是冷冻机管道A54内的内部面积，该内部面积对应于冷冻机管道A54的至少部分由冷冻机工作流体通道A66内与发动机工作流体热连通的冷冻机工作流体所包围的部分。
本文示出和描述的系统A10和发动机A100的各种实施例基于本文提供的一个或多个元件、布置、流动路径、管道、表面面积、体积或组件、或其方法来提供期望的功率输出、功率密度、或效率、或其组合。本文描述的效率可以包括THot,engine，对应于在加热器管道或工作流体路径C110处从热侧热交换器C108输入到发动机工作流体的温度。还有的各种实施例进一步包括TCold,ambient，对应于从冷冻机管道A54处的发动机工作流体去除到冷侧热交换器A42的温度。在其他情况下，温度输入可替代地对应于诸如从加热工作流体输入到发动机工作流体的热量或热能。更进一步地，去除的温度可替代地对应于从发动机工作流体输出到诸如冷冻机工作流体的热量或热能。在还有的各种实施例中，环境是发动机A100在冷冻机管道A54处将热量或热能从发动机工作流体排斥、排放或以其他方式释放到其中的冷冻机工作流体。
在还有的各种实施例中，本文描述的效率可以包括Qout，其对应于发动机工作流体在加热器管道或工作流体路径C110处从热侧热交换器C108接收到的热能。还有的各种实施例进一步包括QIn，其对应于冷侧热交换器A42处的冷冻机工作流体通道A56处的冷冻机工作流体从冷冻机管道A54处的发动机工作流体接收到的热能。
在又一实施例中，Eout是从负载装置C092输出的净电能，负载装置C092经由活塞组件C1010可操作地联接到发动机A100。
在各种实施例中，特征、布置、表面面积、体积或其比率提供了使发动机A100以超出已知闭式循环发动机或特别是超出斯特林发动机的较高效率来操作。本文提供的系统A10的各种实施例可以被构造成以高达近似80％的卡诺效率ηCarnot从活塞组件A1010产生机械功率输出。在一些实施例中，本文提供的系统A10可以被构造为在某些寒冷环境(例如，太空)中以高达近似80％的效率从活塞组件A1010产生机械功率输出。在一个实施例中，卡诺效率对应于发动机A100在加热器管道C110处接收热能或热量并在冷冻机管道A54处从发动机工作流体中排出热能或热量的热效率。在一个实施例中，卡诺效率至少对应于发动机A100，该发动机A100包括热侧热交换器C108和冷侧热交换器A42，诸如在发动机级效率处描绘的(图1.2.1)。
本文提供的系统A10的各种实施例可以被构造成以高达近似80％的电效率从活塞组件A1010产生机械功率输出。在一个实施例中，电效率对应于由发动机A100生成的有用功，发动机A100从加热工作流体接收热量或热能并将热量或热能释放到冷冻机工作流体，并且经由负载装置C092转换成电能，诸如在图1.2.1中的区域A106内示出的。在一个实施例中，电效率至少对应于包括发动机A100、加热器本体C100和冷冻机组件A40的系统A10，诸如在系统级效率处描绘的(图1.2.1)。
在一个实施例中，系统A10经由加热器本体C100和冷冻机组件C40提供温差，其中发动机A100相对于活塞组件A1010生成在1kW到100kW之间的机械功率输出。在另一个实施例中，系统A10被构造成生成10kW到100kW之间。在又一实施例中，系统A10被构造成生成25MHz到100kW之间。在又一个实施例中，系统A10可以被构造成产生大于100kW。例如，系统A10可以包括多个发动机A100，多个发动机A100可操作地联接在两个或更多个活塞组件A1010和负载装置c092处以产生大于100kW。在各种实施例中，多个发动机A100可以可操作地联接以产生高达5兆瓦。
在还有的各种实施例中，发动机A100进一步限定第二操作参数，该第二操作参数限定对于给定效率，从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在每立方厘米(cc)0.0005到0.0040kW之间。在各种实施例中，从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率是限定从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的最大比率的范围。在一些实施例中，在至少50％的发动机效率下，对于一立方厘米的发动机工作流体，发动机A100限定了从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的最大比率在由活塞组件A1010生成的0.0005到0.0040kW之间。换句话说，在至少50％的发动机效率下，对于一立方厘米的发动机工作流体，从活塞组件A1010生成0.0005到0.0040kW之间。在各种实施例中，在至少50％的发动机效率下，发动机A100限定从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0010到0.0030kW/cc之间。在另一个实施例中，在至少50％的发动机效率下，发动机A100限定从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0015到0.0025kW/cc之间。在一个实施例中，在高达80％的发动机的卡诺效率下，系统A10限定从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0005kW/cc到0.0040kW/cc之间。在另一个实施例中，在高达60％的发动机A100的效率下，发动机A100限定从活塞组件A1010输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0005kW/cc到0.0040kW/cc之间。
本文示出和描述的系统A10的各种实施例通过效率来提供功率密度，其可以优于包括发动机和热交换器系统的某些发电或能量转换系统。在某些实施例中，系统A10包括第三操作参数，该第三操作参数限定功率密度(kW/m3)和系统级效率的乘积大于51。例如，功率密度是在发动机A100处的发动机工作流体的体积上的负载装置c092处的功率输出。在特定实施例中，系统A10包括在发动机A100处的发动机工作流体的最大循环体积上的功率密度。在一些实施例中，系统A10包括效率大于100的功率密度(kW/m3)。在其他实施例中，系统A10包括效率大于255的功率密度(kW/m3)。在各种实施例中，系统A10包括效率小于400的功率密度(kW/m3)。在其他实施例中，系统A10包括效率小于125的功率密度(kW/m3)。在各种实施例中，系统A10包括效率在51到400之间的功率密度(kW/m3)。
在还有的各种实施例中，发动机A100包括第四操作参数，在该第四操作参数下，一个或多个效率以及从活塞组件A1010输出的机械功率与发动机工作流体的最大循环体积的比率与膨胀室A221和压缩室A222处的发动机工作流体的温差有关。在一个实施例中，第四操作参数限定膨胀室A221和压缩室A222处的发动机工作流体的温差为至少630摄氏度。在一个实施例中，冷侧热交换器A42被构造成将冷冻机管道A54和/或压缩室A222处的发动机工作流体的温度减少到低于120摄氏度。在另一个实施例中，冷侧热交换器A42被构造成在稳态全电力操作期间将冷冻机管道A54或压缩室A222处的发动机工作流体的温度平均减少至近似-20摄氏度到近似120摄氏度之间。在又一个实施例中，冷侧热交换器A42被构造成在稳态全电力操作期间将冷冻机管道A54或压缩室A222处的发动机工作流体的温度平均减少到20摄氏度到近似120摄氏度之间。在又一个实施例中，热侧热交换器C108被构造成将加热器管道C110或膨胀室A221处的发动机工作流体加热到至少750摄氏度。然而，应当理解，提供给热侧热交换器C108或膨胀室A221的热量的上限至少是基于材料限制，例如本文列出或描述的一种或多种材料，或用于构建发动机和/或系统的另一种合适的材料。材料限制可以包括但不限于熔点、拉伸应力、屈服应力、变形或挠曲限制、或发动机的期望寿命或耐久性。
应当理解，除非另有说明，否则本文提供的系统A10、发动机A100或两者的性能、功率输出、效率或温差可以基于诸如由美国国家航空和航天局限定的“海平面静态”或“标准日”输入空气条件。例如，除非另有规定，否则提供给加热器本体、冷冻机组件或两者或其中的任何子系统、部件等或接收输入流体(例如空气)的系统A10的任何其它部分的条件基于标准日条件。
本文描述的热传递关系可以包括通过传导和/或对流的热连通。热传递关系可以包括在固体之间和/或固体与流体之间通过传导(例如，热扩散)来提供热传递的热传导关系。另外或替代地，热传递关系可以包括在流体与固体之间通过对流(例如，通过大量流体流动的热传递)来提供热传递的热对流关系。应当理解，对流通常包括传导(例如，热扩散)和平流(例如，通过大量流体流动的热传递)的组合。如本文所使用的，对热传导关系的参考可以包括传导和/或对流；而对热对流关系的参考至少包括一些对流。
热传导关系可以包括在第一固体本体与第二固体本体之间，在第一流体与第一固体本体之间，在第一固体本体与第二流体之间，和/或在第二固体本体与第二流体之间通过传导的热连通。例如，这种传导可以提供从第一流体到第一固体本体的热传递和/或从第一固体本体到第二流体的热传递。另外或替代地，这种传导可以提供从第一流体到第一固体本体的热传递，和/或通过第一固体本体(例如，从一个表面到另一个表面)的热传递，和/或从第一固体本体到第二固体本体的热传递，和/或通过第二固体本体(例如，从一个表面到另一个表面)的热传递，和/或从第二固体本体到第二流体的热传递。
热对流关系可以包括在第一流体与第一固体本体之间，第一固体本体与第二流体之间和/或第二固体本体与第二流体之间通过对流(例如，通过大量流体流动的热传递)的热连通。例如，这种对流可以提供从第一流体到第一固体本体的热传递和/或从第一固体本体到第二流体的热传递。另外或替代地，这种对流可以提供从第二固体本体到第二流体的热传递。
应当理解，术语“顺时针”和“逆时针”是便利性术语，不是限制性术语。通常，术语“顺时针”和“逆时针”具有它们的普通含义，并且除非另有说明，否则是指参考自上而下或直立视图的方向。顺时针和逆时针元件可以在不脱离本公开的范围的情况下互换。
在温度、压力、负载、相位等被称为基本上相似或均匀的情况下，应当理解，可以理解的是，输入或输出中的变化、泄漏或其他微小差异可以存在，使得本领域技术人员可以认为这些是可忽略不计的。另外或替代地，在温度或压力被称为是均匀的，即，基本上均匀的单位(例如，在多个室A221处的基本上均匀的温度)的情况下，应当理解，在一个实施例中，基本上均匀的单位是与平均操作条件相关，诸如发动机的操作相位，或者热能从一个流体流向另一个流体，或者从一个表面流向一个流体，或者从一个表面流向另一个表面，或者从一个流体流向另一个表面，等等。例如，在向多个室A221、A222提供基本上均匀的温度或从多个室A221、A222去除基本上均匀的温度的情况下，该温度是与发动机操作相位上的平均温度有关。作为另一个示例，在向多个室A221、A222提供基本上均匀的热能单位或从多个室A221、A222去除基本上均匀的热能单位的情况下，均匀的热能单位是与相对于通过其传递热能的结构或多个结构而从一个流体到另一个流体的平均热能供应有关。
一个或多个整体本体或其部分附接、联接、连接或以其他方式配合的各种接口，例如配合表面、接口、点、凸缘等，可以限定或包括密封接口，诸如但不限于迷宫密封件、在其中放置密封件的凹槽、挤压密封件、垫圈，硫化硅酮等，或其它适当的密封件或密封物质。另外或替代地，一个或多个这种接口可以经由机械紧固件联接在一起，机械紧固件诸如但不限于螺母、螺栓、螺钉、拉杆、夹具等。在还有的另外或替代实施例中，一个或多个这种接口可以经由诸如但不限于焊接、焊合、钎焊等的接合或粘合处理或其它适当的接合处理联接在一起。
应当理解，比率、范围、最小值、最大值或极限、或其组合通常可以提供具有本领域先前未知的益处的结构。因此，低于本文描述的某些最小值的值或高于本文描述的某些最大值的值可以改变本文描述的一个或多个部件、特征或元件的功能和/或结构。例如，低于本文所述范围的体积的比率、表面面积与体积的比率、功率输出与体积的比率等可能对于期望的热能传递而言是不足，从而不期望地限制功率输出、效率或比尔数。作为另一个示例，大于本文描述的限制可能不期望地增加系统或发动机的大小、尺寸、重量或总体封装，从而不期望地限制系统或发动机可以应用或操作的应用、设备、运载器、可用性、实用性等。更进一步地，或者替代地，总体封装的不期望的增加可能不期望地降低发动机可以安装、利用或以其他方式操作的总体系统、应用、设备、运载器等的效率。例如，虽然发动机可以被构造成限定如本文所述的相似或更大的效率，但是这种发动机可以具有不期望的大小、尺寸、重量或总体封装，以降低发动机安装在其中的系统的效率。因此，本文中描述的一个或多个限制(诸如与特征相关的一个或多个限制，该特征诸如但不限于加热器管道、冷冻机管道A54、室体积、壁式管道体积、或操作温度、或其组合)的消失或违反可能会不期望地改变这种结构，以便改变系统或发动机的功能。
第5章——控制系统和方法
第5.1.1章——概述
现在将提供控制本文公开的各种系统的控制系统和方法。在一个方面，提供了一种用于发电系统的控制系统。发电系统包括一个或多个闭式循环发动机、可操作地联接到其上的一个或多个电机、以及与电机连通的一个或多个能量存储装置。控制系统可以控制闭式循环发动机及其相关联的配套设施以生成温差。因此，发动机限定了热侧和冷侧。温差使自由活塞组件在它们各自的活塞室中移动。活塞的移动使电机生成电力。所生成的电力可以被提供给能量存储装置以对其进行充电。控制系统监测与闭式循环发动机相关联的一个或多个操作参数，诸如活塞移动(例如，振幅和位置)，以及与电机相关联的一个或多个操作参数，诸如电压或电流。基于这些参数，控制系统生成提供给系统的一个或多个可控装置的控制命令。可控装置根据控制命令执行控制动作。因此，可以实现系统的期望输出。此外，控制系统可以监测和预测电机上的负载变化，并且可以控制闭式循环发动机以预测这种负载变化，从而更好地维持稳态操作，尽管电机上存在动态的且有时显著的电气负载变化。还提供了一种控制发电系统的方法。另一方面，提供了一种用于热泵系统的控制系统。热泵系统包括本文所述的一个或多个闭式循环发动机。还提供了一种控制热泵系统的方法。因此，下面详细地提供了发电和热泵系统以及控制方法。
第5.1.2章——发电系统概述
图5.1.1提供了根据本公开的一方面的发电系统b1000的示意框图。大体上，发电系统b1000被构造成生成电力。所生成的电力可以以任何合适的方式被使用。例如，所生成的电力可用于对电池系统充电、馈送到电力网或以某种其它合适的方式被使用。
发电系统b1000包括闭式循环发动机b1110，例如，诸如本文描述的闭式循环发动机中的任何一个。闭式循环发动机b1110限定热侧b1112和冷侧b1114。因此，闭式循环发动机b1110限定了温差ΔT。大体上，在操作期间，热侧b1112比冷侧b1114更热或者处于比冷侧b1114更高的温度。在一些实施例中，热侧b1112可以比周围温度更热。例如，热源可以加热热侧b1112或将热能传给热侧b1112，如图5.1.1中的QIN所示。在还有的其他实施例中，热侧b1112可以是周围温度，并且冷侧b1114可以比周围温度更冷。例如，可以从冷侧b1114去除热量或热能，如图5.1.1中QOUT所示。在一些实施例中，可以主动加热热侧b1112，并且可以主动冷却冷侧b1114，或者可以从冷侧b1114去除或提取热量。热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT使一个或多个活塞组件b1120在它们相应的活塞本体b1116内移动，例如在发动机的热侧b1112与冷侧b1114之间移动。当一个或多个活塞组件b1120在它们相应的活塞本体b1116内移动时，可操作地联接到其上的一个或多个电机b1310生成电力。
进一步如图5.1.1所示，发电系统b1000包括用于控制发电系统b1000的各个方面的控制系统b1500，包括控制闭式循环发动机b1110和可操作地联接到其的一个或多个电机b1310。控制系统b1500可以包括一个或多个控制装置，诸如可监测和控制发电系统b1000的各个方面的传感器、控制器、处理器、可控装置b1534等。本文将描述控制系统b1500控制发电系统b1000的示例方式。
图5.1.2提供了图5.1.1的发电系统b1000的详细示意图。如图所示，发电系统b1000包括闭式循环发动机b1110，用于在发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间造成或生成温差ΔT的配套设施b1200，以及用于利用由闭式循环发动机b1110产生的有用功来生成电力的电气系统b1300。闭式循环发动机b1110及其关联的配套设施b1200被构造成产生有用功，使得电气系统b1300的一个或多个电机b1310可以生成电力。如上所述，可以以任何适当的方式利用所生成的电力。例如，对于该实施例，所生成的电力可用于对与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312充电。
闭式循环发动机b1110可以是本文描述的任何闭式循环发动机b1110。例如，在一些实施例中，闭式循环发动机b1110是斯特林发动机，例如，本文描述的任何斯特林发动机。闭式循环发动机b1110可以包括具有一个或多个活塞本体b1116的发动机缸体。例如，对于图5.1.2所描绘的实施例，发动机缸体包括四(4)个活塞本体b1116。每个活塞本体b1116可以在其中接收活塞组件b1120。活塞组件b1120各自能够在它们相应的活塞本体b1116内移动，例如在发动机的热侧b1112与冷侧b1114之间移动。当活塞组件b1120在其相应的活塞本体b1116内移动或行进时，闭式循环发动机b1110产生有用功。每个活塞组件b1120包括一对相对的活塞b1122、b1124，一对相对的活塞b1122、b1124通过例如轴的连接构件b1126而被可操作地联接。
在图5.1.2中示意性地示出的配套设施b1200可以是本文描述的任何配套设施系统，例如，第2章中描述的实施例的任何配套设施b1200。对于该实施例，配套设施b1200包括用于将热能或热量传给闭式循环发动机b1110的热侧b1112的加热器回路b1210和用于从冷侧b1114去除或提取热能或热量的冷冻机回路b1212。因此，加热器回路b1210和冷冻机回路b1212可以生成温差ΔT。热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT至少部分地使活塞组件b1120在其相应的活塞本体b1116内移动或行进。此外，如图5.1.2所示，加热器回路b1210和冷冻机回路b1212可以是流体连通的，例如用于热回收目的。加热器回路b1210和冷冻机回路b1212可以各自具有与其相关联的一个或多个可控装置b1534。
一个或多个电机b1310与一个或多个活塞组件b1120可操作地联接。一个或多个电机b1310可以以任何合适的方式，例如以第1章中描述的任何方式，与一个或多个活塞组件b1120可操作地联接。在一些实施例中，例如，一个或多个电机b1310可以与每个活塞组件b1120可操作地联接。在其它实施例中，每个活塞组件b1120不必具有可操作地联接到其的电机b1310。一个或多个电机b1310可以以任何合适的方式与一个或多个活塞组件b1120可操作地联接。作为一个示例，活塞本体b1116可以用作定子b1324，并且其相关联的活塞组件b1120可以用作电机b1310的动态构件b1322或移动器。特别地，定子绕组可以沿着活塞本体b1116设置在热侧b1112与冷侧b1114之间，并且活塞组件b1120可以具有连接到其上(例如连接到连接构件b1126和/或连接到活塞b1122、b1124本身)的一个或多个磁性装置或永磁体。当活塞组件b1120在闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间移动时，活塞本体b1116的定子绕组和活塞组件b1120的永磁体沿着活塞组件b1120的至少一部分行程而处于磁连通。因此，当磁体由此行进时，永磁体激励定子绕组。这样，当一个或多个活塞组件b1120在热侧b1112与冷侧b1114之间移动时，一个或多个电机b1310能够操作以生成电力。因此，在这种情况下，电机b1310以发电机状态进行操作。也就是说，电机b1310至少在某些操作情况下用作发电机。虽然上面描述为具有线性构造，但是一个或多个电机b1310可以是任何合适类型的电机b1310，包括例如旋转电机b1310。
如图5.1.2所示，一个或多个电机b1326可以与冷冻机回路b1212的一个或多个装置可操作地联接。例如，一个或多个电机b1326可以与冷冻机回路b1212的膨胀装置或涡轮可操作地联接。与冷冻机回路b1212可操作地联接的一个或多个电机b1326可以生成电力，该电力可以以一些有用的方式被使用和/或可用于提供电力以驱动冷冻机回路b1212的一些部件，例如，冷冻机回路b1212的膨胀装置或涡轮。
对于该实施例，发电系统b1000的电气系统b1300包括与一个或多个电机b1310、b1326连通的一个或多个能量存储装置b1312。例如，一个或多个能量存储装置b1312可以例如通过一个或多个合适的有线或无线通信链路与一个或多个电机b1310电连通。特别地，一个或多个能量存储装置b1312可以与可操作地联接于闭式循环发动机b1110的一个或多个电机b1310和/或可操作地联接于冷冻机回路b1212的一个或多个电机b1326连通。一个或多个能量存储装置b1312可以包括能量存储装置b1312的任何合适类型或组合。例如，在一些实施例中，一个或多个能量存储装置b1312包括一个或多个电池。例如，如图5.1.2所示，一个或多个能量存储装置b1312被构造成电池系统。在一些其他实施例中，一个或多个能量存储装置b1312包括一个或多个超级电容器。一个或多个能量存储装置b1312也可以包括其他合适的能量存储装置b1312。
与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312能够操作以从其接收电力。也就是说，可以将由一个或多个电机b1310生成的电力提供给一个或多个能量存储装置b1312。进一步地，在操作期间的一些情况下，与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312能够操作以向其提供电力。例如，在闭式循环发动机b1110的启动或初始化期间，一个或多个能量存储装置b1312可以向一个或多个电机b1310提供电力。所提供的电力可以使一个或多个电机b1310在它们各自的活塞本体b1116内，例如在热侧b1112与冷侧b1114之间，驱动一个或多个活塞组件b1120。因此，在一些情况下，一个或多个电机b1310能够在电动马达状态下操作。因此，对于图5.1.2所示的实施例，与闭式循环发动机b1110可操作地联接的一个或多个电机b1310能够在电动马达状态下和在发电机状态下操作。
进一步如图5.1.2所示，电气系统b1300可以包括用于将直流电转换为交流电的逆变器b1314和一个或多个电气负载b1316。一个或多个电气负载b1316可以以任何合适的方式，例如任何合适的有线或无线通信链路，与一个或多个能量存储装置b1312连通。一个或多个电气负载能够操作以从一个或多个能量存储装置b1312接收电力。在一些其他实施例中，与闭式循环发动机b1110可操作地联接的一个或多个电机b1310和/或与冷冻机回路b1212的某些部件可操作地联接的一个或多个电机b1310可以向一个或多个电气负载b1316提供直接电力。一个或多个电气负载b1316可以包括任何合适的电气负载，诸如电力网、燃料电池、运载器的空调单元等。热管理系统b1330与电气系统b1300的各种电气部件通信地联接，并且被构造成管理其上的热负载，例如，以维持其令人满意的操作温度。
如上所述，发电系统b1000进一步包括用于控制其各方面的控制系统b1500。特别地，控制系统b1500可以根据各种控制方案在操作期间初始化并控制发电系统b1000。作为一个示例，发电系统b1000可以以整个发电系统b1000的效率被优化的方式来被控制。作为另一个示例，发电系统b1000可以以操作发电系统b1000的成本被优化的方式来被控制。例如，发电系统b1000可以以操作系统的成本最小化的方式来被控制。在还有的其他实施例中，发电系统b1000可以以成本与发电比率最小化的方式来被控制。作为又一个示例，发电系统b1000可以以通过系统的电机b1310来生成设定量的电力的方式来被控制。其他控制方案也是可能的。
现在参考图5.1.2和5.1.3，图5.1.3提供了描绘图5.1.1和5.1.2的发电系统b1000的控制系统b1500的框图。如上所述，控制系统b1500可以包括一个或多个控制装置，诸如传感器、控制器b1510、处理器、可控装置b1534等，其可以监测和控制发电系统b1000的各个方面。例如，控制系统b1500可以使用一个或多个传感器来监测闭式循环发动机b1110、一个或多个电机b1310和/或一个或多个能量存储装置b1312的一个或多个操作参数。例如，控制系统b1500可以使用一个或多个活塞移动传感器b1520来监测一个或多个活塞移动特性。示例活塞移动特性可以包括活塞位置、速度、振幅、频率和/或相位。例如，活塞移动传感器b1520可以是位置编码器。控制系统b1500还可以使用一个或多个压力传感器b1522，在各种位置或测站(例如，在活塞本体b1116内或沿着流体连接活塞本体b1116的流体路径)处监测闭式循环发动机b1110内的压力。进一步地，控制系统b1500可使用一个或多个温度传感器b1524，在各种位置或测站(例如，在活塞本体b1116内或沿着流体连接活塞本体b1116的流体路径)处监测闭式循环发动机b1110内的温度。
另外，控制系统b1500可以监测与电气系统b1300的部件相关联的各种操作参数。例如，控制系统b1500可以使用一个或多个电机传感器b1526来监测与一个或多个电机b1310相关联的一个或多个操作参数。例如，控制系统b1500可以使用一个或多个电机传感器b1526来监测生成或经过电机b1310的电流，包括电流的振幅、相位和/或频率。作为另一个示例，控制系统b1500可以使用一个或多个电机传感器b1526来监测电机b1310处的电压，包括电压的振幅、相位和/或频率。控制系统b1500可以使用一个或多个电机传感器b1526来监测与一个或多个电机b1310相关联的其它操作参数，诸如电机b1310处的磁场。
进一步地，控制系统b1500可以使用一个或多个能量存储装置传感器b1528来监测与一个或多个能量存储装置b1312相关联的各种操作参数，一个或多个能量存储装置b1312与一个或多个电机b1310连通。这样，可以确定一个或多个能量存储装置b1312的操作状态。例如，控制系统b1500可以使用一个或多个能量存储装置传感器b1528来监测一个或多个能量存储装置b1312的负载状态。在一些实施例中，一个或多个能量存储装置b1312的负载状态描述了与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率中的至少一个。在一些实施例中，一个或多个能量存储装置b1312的负载状态描述了一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率。在监测能量存储装置b1312的负载状态的过程中，控制系统b1500可以有利地控制闭式循环发动机b1110和一个或多个电机b1310以满足一个或多个能量存储装置b1312的充电需求。
充电状态指示一个或多个能量存储装置b1312的可用容量。充电状态可以表示为一个或多个能量存储装置b1312的额定容量的百分比，例如，0-100％，0％为空，并且100％为满或无可用容量。一个或多个能量存储装置b1312的充电状态可以例如通过电压法、库仑计数法、卡尔曼滤波法等以任何合适的方式确定。一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率指示能量存储装置b1312在给定条件下(例如，温度、充电状态、充电率、充电方法和/或能量存储装置b1312的健康)接受并存储能量的能力。可以以任何合适的方式确定充电接受速率。
控制系统b1500包括一个或多个控制器b1510。例如，控制系统b1500可以包括用作发电系统b1000的主要控制装置或主控制装置的一个或多个控制器b1510。控制系统b1500也可以包括其他控制器b1510。最佳如图5.1.3所示，控制器b1510可以包括一个或多个处理器b1512和相关联的存储器装置b1514，其被构造成执行各种计算机实现的功能和/或指令(例如，执行方法、步骤、计算等并存储如本文所公开的相关数据)。当由一个或多个处理器执行时，指令可以使一个或多个处理器进行操作，包括向发电系统b1000的各种可控装置b1534提供控制命令b1532。
另外，控制器b1510还可以包括通信模块b1516，以促进控制器b1510与发电系统b1000的各种部件之间的通信。进一步地，通信模块b1516可以包括传感器接口b1518(例如，一个或多个模数转换器)，以许可将传输自一个或多个传感器的信号转换成可以由一个或多个处理器理解和处理的信号。应当理解，可以使用任何合适的手段来将传感器通信地联接到通信模块b1516。例如，传感器可以经由有线连接被联接到传感器接口b1518。然而，在其他实施例中，传感器可以经由无线连接，诸如通过使用任何合适的无线通信协议，被联接到传感器接口b1518。因此，处理器b1512可以被构造成从传感器接收一个或多个信号。
如本文所使用的，术语“处理器”不仅指本领域中所指的被包括在计算装置中的集成电路，而且还指控制器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路。一个或多个处理器还可以被构造成计算先进控制算法。另外，存储器装置b1514大体上可以包括存储器元件，该存储器元件包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存)、软盘、只读光盘存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)，数字多功能盘(DVD)和/或其它合适的存储器元件。这种存储器装置b1514大体上可以被构造成存储适当的计算机可读指令，当由处理器b1512实施时，计算机可读指令将控制器b1510构造成进行本文描述的各种功能。
控制系统b1500还包括一个或多个可控装置b1534。可控装置b1534与一个或多个控制器b1510通信联接，例如，如图5.1.2和5.1.3所示。发电系统b1000的可控装置b1534包括与一个或多个控制器b1510通信联接的任何装置，当被一个或多个控制器b1510命令时，任何装置可以使发电系统b1000的输出改变。作为一个示例，一个或多个控制器b1510可以控制一个或多个可控装置b1534，以使闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT改变。通过改变热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT，可以改变闭式循环发动机b1110的功输出，这可以最终改变由与闭式循环发动机b1110的一个或多个活塞组件b1120可操作地联接的一个或多个电机b1310生成的电力量。为了使热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT改变，一个或多个控制器b1510可以命令一个或多个可控装置b1534向闭式循环发动机b1110的热侧b1112施加更多或更少的热量，从闭式循环发动机b1110的冷侧b1114去除更多或更少的热量，或其某些组合。作为又一个示例，一个或多个控制器b1510可以控制一个或多个控制装置，以使一个或多个电机b1310上的负载改变，这导致了由一个或多个电机b1310生成的电力量改变。
一个示例性可控装置b1534包括与一个或多个电机b1310和一个或多个能量存储装置b1312连通的充电控制器b1318，例如，如图5.1.2中所示。充电控制器b1318被可操作地构造成控制或调控在一个或多个电机b1310与一个或多个能量存储装置b1312之间流动的电力。充电控制器b1318可以允许由一个或多个电机b1310生成的全部电力、部分电力或没有电力流向一个或多个能量存储装置b1312。例如，充电控制器b1318可以向电气制动系统b1320提供一些电力。电气制动系统b1320可以包括用于消耗电力的一个或多个电阻器组。这样，充电控制器b1318可以控制到一个或多个能量存储装置b1312的电力流动，例如，以防止一个或多个能量存储装置b1312的过度充电。
另一个示例可控装置b1534包括与一个或多个电机b1310连通的机械制动系统b1400，例如，如图5.1.2所示。机械制动系统b1400被可操作地构造成在一个或多个电机b1310上机械地施加反向扭矩或负载以改变一个或多个电机b1310的电力输出和/或活塞组件b1120的移动。例如，一个或多个控制器b1510可以命令机械制动系统b1400在一个或多个电机b1310上施加负载，以使电机b1310的振幅、相位和频率中的一个或多个与在其相应的活塞本体b1116内移动的活塞组件b1120的振幅、相位和频率中的一个或多个同步。
另一个示例可控装置b1534可以是与加热器回路b1210相关联的任何可控装置b1534。例如，一个可控装置可以包括沿着加热器回路b1210的进气管路b1232定位的燃料控制装置b1214，例如，如图5.1.21所示。一个或多个控制器b1510可以命令燃料控制装置b1214允许期望流率的燃料流向沿着加热器回路b1210定位的燃烧器b1224(例如，如本文所述)。改变提供给燃烧器b1224的燃料量可以改变到闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量输入，这因此改变了温差ΔT，并因而改变了闭式循环发动机b1110的功输出。又一个示例可控装置b1534包括加热器回路b1210的压缩机b1222。压缩机b1222被可操作地构造成压缩或加压从空气源b1220流向燃烧器b1224的空气。一个或多个控制器b1510可以例如通过一个或多个控制命令b1532来控制压缩机速度，并且因而可以控制进入燃烧器b1224或在燃烧器b1224处的空气/燃料混合物。通过改变进入燃烧器b1224的空气/燃料混合物，可以改变输入到闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量。如上所述，改变输入到热侧b1112的热量可以改变热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT，这最终改变闭式循环发动机b1110的功输出。
另一个示例可控装置b1534可以是与冷冻机回路b1212相关联的任何可控装置b1534。例如，一个或多个可控装置b1534可以包括沿着冷冻机回路b1212定位的压缩机和/或泵。一个或多个控制器b1510可以控制压缩机和/或泵的速度，从而控制从闭式循环发动机b1110的冷侧b1114去除或提取的热量。通过从发动机的冷侧b1114去除较少的热量，发动机的热侧与冷侧b1114之间的温差ΔT改变，因此，发动机的功输出也改变。进一步地，制动系统等可用于改变与冷冻机回路b1212的一个或多个部件(例如，膨胀装置)可操作地联接的一个或多个电机b1310上的反向扭矩或负载。
概括地说，最佳如图5.1.3所示，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个传感器接收数据b1530，数据b1530指示与闭式循环发动机b1110和一个或多个电机b1310中的至少一个相关联的一个或多个操作参数。例如，可以从活塞移动传感器b1520、压力传感器b1522、温度传感器b1524、电机传感器b1526等接收数据b1530。数据b1530可以指示与闭式循环发动机b1110和电机b1310中的一个或两个相关联的操作参数。例如，数据b1530可以指示一个或多个活塞移动特性、在各种位置或测站处的闭式循环发动机b1110内的压力、在各种位置或测站处的闭式循环发动机b1110内的温度、生成或经过电机b1310的电流、使用一个或多个电机传感器b1526的电机b1310处的电压、电机b1310处的磁场、等等。另外，在一些实施例中，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个传感器接收数据b1530，数据b1530指示与一个或多个能量存储装置b1312相关联的一个或多个操作参数，诸如，装置的负载状态。
基于所接收到的数据b1530，一个或多个控制器b1510可以根据各种控制方案来控制发电系统b1000。例如，在正常操作期间，控制系统b1500可以监测各种操作参数，并且可以确定控制命令b1532以将操作参数驱动到操作设定点或目标值。然后，可以将控制命令b1532提供给可控装置b1534。然后，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令b1532。当可控装置b1534执行控制命令b1532时，发电的输出被改变。例如，在进行控制动作时，可控装置b1534可以使在活塞本体b1116内由工作流体对活塞完成的功的量和/或在活塞本体b1116内由活塞对工作流体完成的功的量改变(例如，取决于工作流体是膨胀还是收缩)。通过改变由活塞完成或对活塞完成的功，活塞组件b1120的活塞速度被改变，这改变了电机b1310的电力输出。因此，发电系统b1000的输出被改变。
另外，如果在能量存储装置b1312的充电期间，一个或多个活塞组件b1120与其相关联的电机b1310关于振幅、相位和/或频率不同步，则一个或多个控制器b1510可以向一个或多个可控装置b1534提供控制命令，以调节电机b1310及其相关联的活塞组件b1120中的至少一个，使得电机b1310及其相关联的活塞组件b1120在振幅、相位和频率上同步。进一步地，控制系统b1500可以监测和防止故障模式。另外，如下面将解释的，可以接收数据b1530以初始化发电系统b1000。
第5.1.3章——发电系统操作模式
现在将提供能够操作发电系统b1000的示例方式。图5.1.4提供了描绘图5.1.1和5.1.2的发电系统b1000的各种操作模式的框图。如图5.1.4所示，为了开始操作，发电系统b1000可以在初始化模式下操作，闭式循环发动机b1110和其相关联的配套设施b1200在该初始化模式中例如从非操作状态起动。一旦系统被初始化，发电系统b1000就可以在包括空闲模式或充电模式的正常模式下操作。在空闲模式中，活塞组件b1120在热侧b1112与冷侧b1114之间在它们相应的活塞本体b1116内在它们自身的热功率下移动(例如，无需电机b1310来马达驱动活塞组件b1120)，并且没有或具有施加到一个或多个电机b1310的可忽略的负载。如图5.1.4所示，发电系统b1000可以从初始化模式转变到空闲模式。在充电模式中，活塞组件b1120在它们相应的活塞本体b1116内移动，并且负载被施加到与闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120可操作地联接的一个或多个电机b1310，其中施加的负载大于可忽略的负载。例如，负载可以是一个或多个能量存储装置b1312。在正常模式下，发电系统b1000可以在空闲模式与充电模式之间转变。作为一个示例，发电系统b1000可以至少部分地基于一个或多个能量存储装置b1312的负载状态或一些其他触发准则，自动地从空闲模式转变到充电模式。另外或替代地，发电系统b1000可以例如通过用户输入而在操作模式之间手动转变。当不再期望和/或需要操作时，可以停止发电系统b1000的操作。为了停止操作，作为一个示例，一个或多个控制器b1510可以使热源停止向闭式循环发动机b1110的热侧b1112施加热量和/或使一个或多个部件停止从发动机的冷侧b1114去除热量或停止冷却发动机的冷侧b1114。最后，活塞b1122、b1124将在它们相应的活塞本体b1116内停止移动。
第5.1.4章——发电系统初始化
发电系统b1000可以以以下示例方式初始化。图5.1.5提供了描述初始化图1和2的发电系统b1000的示例方法(b1700)的流程图。一些或全部的方法(b1700)可以通过本文描述的控制系统b1500来实施。另外，应当理解，方法(b1700)可以以各种方式修改、改编、扩展、重新布置和/或省略，而不偏离本主题的范围。
在(b1702)处，方法(b1700)包括至少部分地基于接收到的指示与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据b1530来确定是否初始化发电。作为一个示例，一个或多个控制器b1510可以接收指示一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据b1530。例如，可以从与一个或多个控制器b1510通信联接的一个或多个能量存储装置传感器b1528接收数据b1530，例如，如图5.1.2和5.1.3所示。在一些实施例中，负载状态指示一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率中的至少一个。在一些其他实施例中，负载状态指示一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率两者。
在接收到指示一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率中的至少一个的数据b1530之后，一个或多个控制器b1510可以确定一个或多个能量存储装置b1312的负载状态。在一些实施例中，所接收到的传感器数据b1530包括实际充电状态百分比和充电接受速率，因此，一个或多个控制器b1510不需要确定或计算能量存储装置b1312的负载状态。
一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于接收到的指示一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据b1530来确定是否初始化发电系统b1000。例如，在至少部分地基于接收到的指示负载状态的数据b1530来确定是否初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成判定一个或多个能量存储装置b1312的充电状态是否在预定范围内。一方面，如果一个或多个能量存储装置b1312的充电状态在预定范围内，则一个或多个控制器b1510初始化发电系统b1000，例如，以最终对能量存储装置b1312进行充电。另一方面，如果一个或多个能量存储装置b1312的充电状态不在预定范围内，则一个或多个控制器b1510不初始化发电系统b1000。
例如，可以设定具有任何合适的下限和上限的预定范围。例如，下限可以设定为0％，并且上限可以设定为满容量的85％。在这种示例中，如果一个或多个能量存储装置b1312具有0％至满容量85％之间的充电状态(例如20％)，则一个或多个控制器b1510确定一个或多个能量存储装置b1312的充电状态在预定范围内，并且因此，一个或多个控制器b1510初始化发电系统b1000。相反，如果一个或多个能量存储装置b1312具有大于满容量的85％的充电状态(例如95％)，则一个或多个控制器b1510确定一个或多个能量存储装置b1312的充电状态不在预定范围内，因此，一个或多个控制器b1510不初始化发电系统b1000。因此，在一些实施例中，充电状态必须在发电系统b1000初始化的预定范围内。
进一步地，在一些实施例中，在至少部分地基于接收到的指示负载状态的数据b1530来确定是否初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成判定一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率是否在预定速率范围内。一方面，如果一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率在预定速率范围内，则一个或多个控制器b1510初始化发电系统b1000，例如，以最终对能量存储装置b1312进行充电。另一方面，如果一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率不在预定速率范围内，则一个或多个控制器b1510不初始化发电系统b1000。
例如，可以设定具有任何合适的下限和上限的预定速率范围。例如，可以将下限设定为某一预定速率阈值，并且上限可以是高于预定速率阈值的任何速率。在这种示例中，如果一个或多个能量存储装置b1312具有介于预定速率阈值和上限之间或高于预定速率阈值和上限的充电接受速率，则一个或多个控制器b1510确定一个或多个能量存储装置b1312的充电状态在预定速率范围内，并且因此，一个或多个控制器b1510初始化发电系统b1000。相反，如果一个或多个能量存储装置b1312具有低于下限或预定充电阈值的充电接受速率，则一个或多个控制器b1510确定一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率不在预定速率范围内，并且因此，一个或多个控制器b1510不初始化发电系统b1000。因此，在一些实施例中，充电接受速率必须在发电系统b1000初始化的预定速率范围内。
在一些实施例中，在至少部分地基于接收到指示一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据b1530来确定是否初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成至少部分地基于一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率来确定是否初始化发电系统b1000。因此，在一些实施例中，为了使发电系统b1000初始化，充电状态和充电接受速率必须分别在预定范围和预定速率范围内。
在一些实施例中，在至少部分地基于接收到的指示一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据b1530来确定是否初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成至少部分地基于与操作闭式循环发动机b1110相关联的目标函数来确定是否初始化发电系统b1000。例如，目标函数可以考虑某些参数，诸如与操作闭式循环发动机b1110相关联的成本，可用于对一个或多个能量存储装置b1312、电气负载b1316和/或电力网b1332进行充电或供电的其他电源，启动时间，能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率，一个或多个能量存储装置b1312、电气负载b1316和/或电力网b1332所需的电力，用于对能量存储装置b1312、电气负载b1316和/或电力网b1332进行充电和/或供电的计划时间(例如，在高峰时段或非高峰时段)等。如果目标函数超过预定操作阈值，则一个或多个控制器b1510可以初始化系统。另一方面，如果目标函数未超过预定操作阈值，则一个或多个控制器b1510可以确定不初始化系统。
在一些实施例中，包括闭式循环发动机b1110的发电系统b1000是能够操作以向一个或多个能量存储装置b1312和/或电力网提供电力的多个发电系统中的一个发电系统。例如，如图5.1.6所示，图5.1.2的发电系统b1000被示出为能够操作以向一个或多个能量存储装置b1312和/或电力网提供电力的多个发电系统中的一个发电系统。如图所示，第一发电系统、第二发电系统和第N发电系统被示出为与一个或多个能量存储装置b1312和/或电力网连通。N是整数。其他发电系统可以是任何合适类型的发电系统，包括但不限于风能发电系统、太阳能发电系统、燃料电池系统、电网等。
在该示例中，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以确定与每一个发电系统b1000相关联的目标函数，发电系统b1000与能量存储装置b1312和/或电力网相关联或连通。一个或多个控制器b1510可以为每个发电系统分配或确定目标函数。基于所确定的目标函数，一个或多个控制器b1510可以确定是否初始化与闭式循环发动机b1110相关联的发电系统b1000。为与闭式循环发动机b1110相关联的发电系统b1000分配或确定的所确定的目标函数可以至少部分地基于来自与闭式循环发动机b1110热连通的一个或多个热应用b1150的热需求。热需求可以指示热应用b1150的加热和/或冷却需求。一个或多个热应用b1150可以是本文提供的任何热应用，诸如第2章提供的任何热应用b140。在一些实施例中，如果与闭式循环发动机b1110相关联的发电系统b1000具有最期望的目标函数，则一个或多个控制器b1510可以初始化系统。如果与闭式循环发动机b1110相关联的发电系统b1000不具有最期望的目标函数，则一个或多个控制器b1510可以拒绝或延迟系统b1000的初始化。
在(b1704)处，返回到图5.1.5，方法b1700包括使一个或多个活塞组件b1120中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置。例如，在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成使一个或多个活塞组件b1120中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置。在一些实施例中，全部活塞组件b1120可以移动到它们相应的预选起始位置。例如在如下所述的马达驱动或开启活塞组件b1120之前，通过将一个活塞组件b1120、一些活塞组件b1120或全部活塞组件b1120移动到它们相应的起始位置，闭式循环发动机b1110可以更快地获得更有效的操作，不期望的振动可以在起动期间被最小化或消除，并且可以考虑或校正活塞组件b1120在它们相应的活塞本体b1116内的漂移。
预选起始位置可以是任何合适的位置。例如，图5.1.7提供了设置在图5.1.1和5.1.2的发电系统b1000的闭式循环发动机b1110的一个活塞本体b1116内的示例活塞组件b1120的示意图。如图所示，活塞组件b1120具有在第一端或上死点位置(TDC)与相对的第二端或下死点位置(BDC)之间延伸的预选冲程。中点(M)被限定在第一端与第二端之间的中间，或者换句话说，在上死点位置与下死点位置之间的中间。由于活塞组件b1120是自由活塞，所以当活塞组件b1120处于上死点位置和下死点位置之一时，选择上死点位置和下死点位置以在活塞与活塞本体b1116的端壁b1128、b1130之间提供预定裕度。这样，活塞组件b1120的活塞b1122、b1124不会与端壁b1128、b1130接合或碰撞。在一些实施例中，预选起始位置基本上是活塞组件b1120的预选冲程的上死点位置，例如，如图5.1.7所示。即，活塞组件b1120的活塞b1122、b1124中的至少一个活塞被定位在上死点位置。在还有的其他实施例中，预选起始位置基本上是活塞组件b1120的预选冲程的下死点位置，例如，如图5.1.8所示。即，活塞组件b1120的活塞b1122、b1124中的至少一个活塞被定位在下死点位置。在一些进一步的实施例中，预选起始位置基本上是活塞组件b1120的预选冲程的中点，例如，如图5.1.9所示。即，活塞组件b1120的活塞b1122、b1124与中点均匀地间隔开。
在一些实施例中，闭式循环发动机的活塞组件的预选起始位置可以被选择为不同的起始位置，因此，活塞组件可以被移动到不同的预选位置。例如，图5.1.10提供了其中设置有活塞组件b1136、b1138的两个流体联接的活塞本体b1132、b1134的示意图。如图所示，对于第一活塞本体b1132，第一活塞组件b1136的预选起始位置基本上处于活塞组件b1136的预选冲程的中点。对于第二活塞本体b1134，第二活塞组件b1138的预选起始位置基本上处于活塞组件b1138的预选冲程的上死点位置。在其它示例性实施例中，活塞组件b1136、1138可以相对于彼此移动到其它合适的预选起始位置。
在还有的其他实施例中，一个或多个活塞组件的预选起始位置可以随着时间被修整或调节，例如，以考虑活塞密封元件随时间的漂移或劣化。例如，如图5.1.11所示，示出了其中设置有活塞组件b1136、b1138的两个流体联接的活塞本体b1132、b1134，。如图所示，对于第一活塞本体b1132，第一活塞组件b1136的预选起始位置基本上是活塞组件b1136的预选冲程的中点。对于第二活塞本体b1134，设置在其中的第二活塞组件b1138的预选起始位置通过偏移修整从活塞组件b1138的预定冲程的中点偏移。作为一个示例，可以至少部分地基于从发电系统b1000的先前操作收集的数据b1530来确定所确定的偏移修整。例如，一个或多个控制器b1510可以接收指示在过去操作期间第二活塞组件b1138的移动的数据b1530(例如，振幅、相位、频率、速度等)，并且可以确定第二活塞组件b1138相对于第一活塞组件b1136漂移不同步，从而导致不期望的振动、闭式循环发动机b1110的减少的功输出，等等。通过在预选起始位置处起动第二活塞组件b1136、b1138并且根据偏移修整，初始地将活塞组件b1136、b1138移动到同步可以更容易地实现。
活塞组件可以以任何合适的方式移动到它们相应的位置。作为一个示例，一个或多个控制器b1510被构造成接收指示与一个或多个活塞组件b1120相关联的一个或多个操作参数的数据b1530。更具体地，一个或多个控制器b1510可以接收指示闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的当前位置的数据b1530。例如，一个或多个控制器b1510可以从活塞移动传感器b1520接收指示活塞组件b1120的当前位置的数据b1530，例如，如图5.1.3所示。一旦已知或获得活塞组件b1120的当前位置，一个或多个控制器b1510可以确定一个或多个重新定位命令，一个或多个重新定位命令指示用于将活塞组件b1120移动到它们相应的预选起始位置的指令。重新定位命令可以各自包括用于使给定活塞组件b1120移动重新定位距离和方向的指令。一旦确定了重新定位命令，一个或多个控制器b1510可以向一个或多个可控装置b1534提供重新定位命令，一个或多个可控装置b1534能够操作以将活塞组件b1120重新定位在它们相应的活塞本体b1116内。
在一些实施例中，例如，能够操作以将活塞组件b1120重新定位在它们相应的活塞本体b1116内的一个或多个可控装置b1534可以是一个或多个电机b1310，。例如，一个或多个电机b1310可用于将活塞组件b1120电凸轮驱动到它们相应的预选起始位置。特别地，一个或多个控制器b1510可以使电力被提供给一个或多个电机b1310。例如，一个或多个控制器b1510可以使与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312向其提供电力。提供给电机b1310的电力可以使用作电动马达或致动器的电机b1310将活塞组件b1120驱动或电凸轮驱动到预选起始位置。也就是说，活塞组件b1120可以根据凸轮轮廓函数或运动轮廓经由电子器件被移动。在一些替代实施例中，电凸轮可以是一些其它电机b1310，其能够操作以将相关联的活塞组件b1120移动到预选起始位置。
在还有的其他实施例中，能够操作以将活塞组件b1120重新定位在相应的活塞本体b1116内的一个或多个可控装置b1534可以是被构造成驱动机械凸轮的电动马达，机械凸轮又能够操作以将一个或多个活塞组件b1120移动到相应的预选起始位置。在一些其它实施例中，如上所述，闭式循环发动机b1110具有多个活塞本体b1116，其中活塞组件b1120能够在它们相应的热侧b1112与冷侧b1114之间移动。每个活塞本体b1116的热侧b1112与另一个活塞本体b1116的冷侧b1114流体连通。进一步地，在这些实施例中，在使一个或多个活塞组件b1120中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置时，一个或多个控制器b1510被构造成使一个或多个阀移动到打开位置，使得流体在活塞本体b1116之间流动。这样，活塞本体b1116内的压力变化使得活塞组件b1120移动到它们相应的预选起始位置。换句话说，可以控制一个或多个阀，以在活塞本体b1116之间交叉引出流体，使得活塞b1122、b1124移动到它们相应的预选起始位置。
在(b1706)处，方法(b1700)包括将运动轮廓分配给一个或多个电机b1310中的至少一个电机。例如，在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成将运动轮廓分配给一个或多个电机b1310中的至少一个电机。特别地，一个或多个控制器b1510被构造成将运动轮廓分配给与闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120可操作地联接的至少一个电机b1310。所分配的运动轮廓可以从例如存储在一个或多个控制器b1510的存储器装置中的运动轮廓表或数据库中选择。例如，存储在运动轮廓表中的运动轮廓可以被限定为一组X-Y点，该组X-Y点限定了给定电机b1310的动态构件b1322在时间点(例如，在马达驱动或开启发动机期间)的位置。
分配给电机b1310的运动轮廓包括用于控制电机b1310以在发电系统b100启动或初始化期间驱动地移动至少一个活塞组件b1120的指令。更具体地，分配给电机b1310的运动轮廓包括用于在发电系统b10启动期间控制电机b1310的输出的指令，使得可操作地联接到其的活塞组件b1120通过电机b1310在其活塞本体b1116内被驱动地移动。换句话说，所分配的运动轮廓为与活塞组件b1120之一可操作地联接的电机b1310提供致动指令。运动轮廓可以包括用于实现某些运动特性(例如，速度、加速度、减速度、急动度、频率、相位、振幅等)的随时间变化的各种设定点。运动轮廓可以基于一个、一些或全部运动特征。因此，当向电机b1310提供电力时，电机b1310可以根据所分配的运动轮廓的运动特性来致动活塞组件b1120。一个或多个控制器b1510可以使一个或多个能量存储装置b1312向电机b1310提供电力。所提供的电力可以使电机b1310致动活塞组件b1120。
在一些实施例中，方法(b1700)进一步包括通过一个或多个控制器b1510指定从闭式循环发动机b1110的一个或多个活塞组件b1120中的一个活塞组件中选择出的主活塞组件b1120。例如，对于图5.1.2所示的实施例，闭式循环发动机b1110包括具有四(4)个活塞组件b1120的四(4)个活塞本体b1116。每个活塞本体b1116具有能够在其中移动的相关联的活塞组件b1120。活塞组件b1120之一可以被指定为主活塞组件b1120。在这种实施例中，指定的主活塞组件b1120是由其相关联的电机b1310根据分配的运动轮廓来致动的唯一活塞组件b1120。然而，当电机b1310根据所分配的运动轮廓来移动主活塞组件b1120时，其他活塞组件b1120也例如至少部分地基于活塞组件b1120的布置和构造以及由活塞本体b1116限定的流体连接的体积或活塞室b1118的布置和构造而移动。在一些实施例中，特别是在发动机的一些活塞组件b1120能够彼此独立地移动的实施例中(例如，在如第3章所述的Tetris发动机构造中)，多于一个的活塞组件b1120可以被指定为主活塞组件b1120。例如，每个独立组或四件(tetra piece)的至少一个活塞组件b1120可以被指定为主活塞。在这种实施例中，与主活塞组件b1120相关联的从属或从动活塞组件b1120不需要具有指定的运动轮廓，因为它们能够操作以跟随它们相应的主活塞b1122、b1124。
在还有的其他实施例中，在将运动轮廓分配给电机b1310过程中，一个或多个电机b1310中的每一个电机被分配运动轮廓。也就是说，与活塞组件b1120可操作地联接的每个电机b1310被分配运动轮廓。因此，在启动期间，电机b1310根据它们分配的轮廓来致动它们相应的活塞组件b1120。在一些实施例中，对于闭式循环发动机b1110的每个活塞组件b1120，可操作地联接到其上的至少一个电机b1310被分配运动轮廓。因此，如果多于一个的电机b1310与给定的活塞组件b1120可操作地联接，则仅需要为电机b1310中的一个分配运动轮廓。
在(b1708)处，再次参考图5.1.5，方法(b1700)包括开始闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的运动。在一些实施中，在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成使得电机b1310至少部分地基于所分配的运动轮廓来驱动地马达驱动或电凸轮驱动可操作地联接到其的活塞组件b1120。例如，为了使电机b1310驱动地马达驱动可操作地联接到其的活塞组件b1120，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个能量存储装置b1312向电机b1310提供电力以驱动地马达驱动活塞组件b1120。另外或替代地，可以通过替代电源来提供电力。可以至少部分地基于所分配的运动轮廓来提供所提供的电力的电力量、相位和频率。当向电机b1310提供电力时，电机b1310驱动或马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120，使得活塞组件b1120在闭式循环发动机b1110的冷侧b1114与热侧b1112之间被驱动或移动，例如，如图5.1.12中所示。具体地说，如图5.1.12所示，与活塞组件b1120可操作地联接的电机b1310可以驱动地马达驱动活塞组件b1120，使得活塞组件b1120在闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间平移(由标记为“T”的箭头表示)。
在一些实施例中，一个或多个控制器b1510使电机b1310驱动地马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120达预定初始化时间。在电机b1310驱动地马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120达预定初始化时间之后，一个或多个控制器b1510进一步被构造成命令电机b1310停止驱动地马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120。即，在经过预定初始化时间之后，电机b1310停止马达驱动活塞组件b1120。预定初始化时间可以是设定的或固定的时间量，该设定的或固定的时间量与活塞组件b1120能够在无需由电机b1310马达驱动或致动的情况下实现预定运动特性的时间段相对应。
在还有的其他实施例中，一个或多个控制器b1510使电机b1310驱动地马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120，直到电机b1310完成或基本上完成所分配的运动轮廓。例如，运动轮廓可以指定电机b1310随时间的某些运动特性，并且当运动轮廓已经基本上完成时，例如大于百分之九十(90％)时，则一个或多个控制器b1510进一步被构造成命令电机b1310停止马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120。
在一些进一步的实施例中，一个或多个控制器b1510使电机b1310驱动地马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120，直到电机b1310和/或与其可操作地联接的活塞组件b1120实现或基本上实现一个或多个运动特性，例如预定速度、加速度、振幅等。例如，当实现或基本上实现一个或多个运动特性时，例如大于百分之九十(90％)时，则一个或多个控制器b1510进一步被构造成命令电机b1310停止马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120。换句话说，一旦实现或基本上实现电机b1310和/或活塞组件b1120的一个或多个运动特性，电机b1310就停止马达驱动活塞组件b1120，并且活塞组件b1120从该点开始取决于热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT而在活塞本体b1116内移动活塞。在一些进一步的实施例中，当闭式循环发动机b1110“捕捉”时，更多的控制器b1510可以使电机b1310驱动地马达驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120。特别地，控制系统b1500的控制装置可以监测上述运动特性，并且一旦确定活塞组件b1120和/或电机b1310的动态构件b1322的运动或行为的不连续性已经发生时，控制器b1510可以使电机b1310停止马达驱动活塞组件b1120。该确定的不连续性可以与发动机捕捉相关联，或者换句话说，该不连续性可以与发动机的热功率接管以在其相应的活塞室b1118内移动活塞组件b1120的事件相关联。
虽然上面仅将一个电机b1310描述为驱动与其可操作地联接的活塞组件b1120，但是应当理解，在初始化期间，例如以上述方式，可以马达驱动或驱动地移动闭式循环发动机b1110的一个、一些或全部活塞组件b1120。
在一些实施中，在(b1708)处开始闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的运动包括开启闭式循环发动机b1110的至少一个活塞组件b1120。例如，在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成使与活塞组件b1120可操作地联接的一个或多个电机b1310驱动地开启它们相应的活塞组件b1120。在一些实施中，闭式循环发动机b1110的全部活塞组件b1120可通过它们相应的电机b1310而被开启。在还有的其他实施中，闭式循环发动机b1110的一些活塞组件b1120但不是全部活塞组件b1120可以通过它们相应的电机b1310而被开启。例如，对于具有四(4)个活塞组件b1120的闭式循环发动机b1110，例如，如图5.1.2中所示的闭式循环发动机b1110，四个活塞组件b1120中的两个活塞组件可以被开启。在一些进一步的实施例中，闭式循环发动机b1110的仅单个活塞组件b1120通过其相关联的电机b1310而被开启。
为了使电机b1310驱动地开启与其可操作地联接的活塞组件b1120，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个能量存储装置b1312向电机b1310提供电力。另外或替代地，可以通过替代电源来提供电力。可以至少部分地基于所分配的运动轮廓来提供所提供的电力的电力量、相位和频率。当向电机b1310提供电力时，电机b1310开启与其可操作地联接的活塞组件b1120，使得活塞组件b1120在闭式循环发动机b1110的冷侧b1114与热侧b1112之间被驱动或移动。
在驱动地开启活塞组件b1120的过程中，电机b1310沿着预定数量的冲程开启与其可操作地联接的活塞组件b1120。例如，在一些实施例中，预定数量的冲程不超过活塞组件b1120的一个冲程。在这种实施例中，电机b1310沿着预定数量的冲程开启与其可操作地联接的活塞组件b1120，并且使得活塞组件b1120在电机b1310开启活塞组件b1120之后继续移动(例如，平移)。在还有的其他实施例中，预定数量的冲程在活塞组件b1120的一个冲程到五个冲程之间。
在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成在闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间造成温差ΔT。在启动或初始化闭式循环发动机b1110之前，热侧b1112可以不比冷侧b1114更热或处于更高的温度，因此，冷侧b1114可以不比热侧b1112更冷或处于更低的温度。因此，与闭式循环发动机b1110相关联的配套设施b1200可以在两个相对侧之间造成温差ΔT。例如，在一些实施中，配套设施b1200可以加热发动机的热侧b1112以在相对侧之间造成温差ΔT。在一些实施中，配套设施b1200可以冷却发动机的冷侧b1114或从发动机的冷侧b1114去除热量，以在相对侧之间造成温差ΔT。在还有的其他实施中，配套设施b1200可以加热发动机的热侧b1112，并冷却发动机的冷侧b1114或从发动机的冷侧b1114去除热量，以在相对侧之间造成温差ΔT。配套设施b1200可以包括任何合适的热源，以将热能或热量传给闭式循环发动机b1110的热侧b1112，例如，如下所述的燃烧器b1224。此外，配套设施b1200可以包括用于从闭式循环发动机b1110的冷侧b1114去除或提取热量的任何合适的热量去除系统。另外或替代地，配套设施b1200可以包括用于冷却发动机的冷侧b1114的任何合适的冷却系统。
例如，在(b1710)处，方法(b1700)包括使热源向闭式循环发动机b1110的热侧b1112施加热量。这样，可以在闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间造成温差ΔT。一个或多个控制器b1510可以使热源向闭式循环发动机b1110的热侧b1112施加热量。特别地，一个或多个控制器b1510可以在(b1708)处开始活塞组件b1120的运动之前、同时或之后使热源向热侧b1112施加热量。
热源可以是任何可控热源。作为一个示例，对于图5.1.2所示的实施例，配套设施b1200包括加热器回路b1210。加热器回路b1210包括能够操作以生成热量的燃烧器b1224。因此，在该实施例中，热源是燃烧器b1224。燃烧器b1224生成的热量可以与发动机的热侧b1112交换，以例如将热能传给发动机的热侧b1112。在使燃烧器b1224向闭式循环发动机b1110的热侧b1112施加热量的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成使压缩机b1222沿着加热器回路b1210的进气管路b1232向燃烧器b1224移动加压空气。特别地，一个或多个控制器b1510可以使压缩机b1222的旋转部件旋转，使得空气从周围环境移动到压缩机b1222中。压缩机b1222可以对空气加压，且加压空气可以向下游流至燃烧器b1224。此外，一个或多个控制器b1510可以使得燃料控制装置b1214选择性地允许燃料流向燃烧器b1224，使得燃料和空气可以在燃烧器b1224中混合并燃烧以生成热量。燃烧器b1224可以与热侧b1112热交换器流体连通，该热侧b1112热交换器沿着燃烧器b1224下游的加热器回路b1210定位，并且与热侧b1112处于热交换关系，用于将热量传给热侧b1112。
在(b1712)处，方法(b1700)包括从闭式循环发动机b1110的冷侧b1114去除热量和/或冷却闭式循环发动机b1110的冷侧b1114。这样，可以在闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间造成温差ΔT。如上所述，除了在(b1710)处将热量施加到闭式循环发动机b1110的热侧b1112外，可以从冷侧b1114去除热量和/或可以冷却冷侧b1114。在一些实施中，一个或多个控制器b1510可以使热量去除系统从发动机的冷侧b1114去除或提取热量。特别地，一个或多个控制器b1510可以使热量去除系统在(b1708)处开始活塞组件b1120的运动之前、同时或之后从冷侧b1114去除/提取热量。另外或替代地，一个或多个控制器b1510可以使冷却系统冷却发动机的冷侧b1114。具体地，一个或多个控制器b1510可以使冷却系统在(b1708)处开始活塞组件b1120的运动之前、同时或之后冷却冷侧b1114。
热量去除系统可以是任何合适的系统，例如，实施Rankine、Notarnicola或其他合适循环的系统。如本文所述，实现Notarnicola循环的系统以恒定密度热添加原理操作。例如，Notarnicola循环系统可以包括恒定密度热交换器，该恒定密度热交换器能够操作以在热量施加期间将一定体积的工作流体保持在恒定密度。通过向保持在恒定密度的工作流体施加热量，可以增大工作流体的温度和压力，因此也可以增加其势能。有利地，工作流体的增大的势能可以允许膨胀装置等从其中提取更多有用功。在一些实施例中，Notarnicola循环可以包括用于产生和提取有用功的Wrankel装置或恒定密度热交换器/膨胀装置。
对于图5.1.2所示的实施例，配套设施b1200包括冷冻机回路b1212，例如本文描述的冷冻机回路之一。冷冻机回路b1212可以包括冷侧b1114热交换器，该冷侧b1114热交换器沿着冷冻机回路b1212定位并且与冷侧b1114处于热交换关系。在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成使冷侧b1114热交换器从闭式循环发动机b1110的冷侧b1114去除热量。例如，冷侧b1114热交换器可以从发动机的冷侧b1114去除或提取热量，并且可以以一些有用的方式使用热能。例如，如图5.1.2所示的实施例，冷冻机回路b1212至少部分地被定位成与加热器回路b1210处于热交换关系。因此，从发动机的冷侧b1114去除的热量可以与加热器回路b1210交换，例如，以提供发动机的热侧b1112的更有效的加热。
冷却系统可以是任何合适的系统，例如实施制冷或其它冷却循环的系统。作为一个示例，配套设施b1200可以包括制冷回路。冷侧b1114热交换器(例如蒸发器)可以被定位成沿着制冷回路与闭式循环发动机b1110的冷侧b1114处于热交换关系。在初始化发电系统b1000的过程中，一个或多个控制器b1510被构造成使冷侧b1114热交换器冷却闭式循环发动机b1110的冷侧b1114。因此，可以增大冷侧b1114与热侧b1112之间的温差ΔT。
总而言之，为了初始化发电系统b1000，在(b1702)处，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于数据b1530来确定是否初始化系统，数据b1530指示与电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的负载状态。如果一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率在预定范围内，例如，能量存储装置b1312具有接受电力的容量和能力，则一个或多个控制器b1510可以继续进行初始化系统。另一方面，如果能量存储装置b1312不具有接受逻辑电力的容量和/或能力，则一个或多个控制器b1510可以确定不初始化系统。在(b1704)和(b1706)处，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个活塞组件b1120移动到它们相应的预选起始位置(例如，经由电凸轮驱动)，并且一个或多个运动轮廓可以分别被分配给电机b1310。在(b1708)处，一个或多个控制器b1510可以开始活塞组件b1120的运动。例如，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个电机b1310驱动地马达驱动它们相应的活塞组件b1120。也就是说，当向电机b1310提供电力时，电机b1310的动态构件b1322根据其分配的运动轮廓而移动，结果，与电机b1310可操作地联接的活塞组件b1120在它们相应的活塞本体b1116内移动，例如，在发动机的热侧与冷侧b1114之间移动。在一些实施例中，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个电机b1310驱动地开启它们相应的活塞组件b1120。特别地，可以向电机b1310提供电力，使得与活塞组件b1120可操作地联接的电机b1310的动态构件b1322根据分配的运动轮廓被开启。在(b1710)处，一个或多个控制器b1510使热源向发动机的热侧b1112施加热量。在(b1712)处，一个或多个控制器b1510使热量去除系统和/或冷却系统去除或冷却发动机的冷侧b1114。换句话说，在(b1710)和(b1712)处，在发动机的热侧b1112与冷侧b1114之间造成温差ΔT。造成的温差ΔT使得活塞本体b1116内的工作流体膨胀/收缩，这导致了活塞组件b1120在其中的移动。特别地，工作流体的膨胀/收缩使活塞组件b1120在它们相应的活塞本体b1116内在发动机的热侧b1112与冷侧b1114之间移动。在没有来自驱动地马达驱动或开启活塞b1122、b1124的电机b1310的帮助的情况下，一旦温差ΔT达到预选差，活塞组件b1120就可以在它们相应的活塞本体b1116内移动。当温差ΔT达到预选差时，系统可以“放手”或停止马达驱动/开启活塞b1122、b1124，并且系统可以开始正常操作，例如处于空闲模式或充电模式下。
第5.1.5章——发电系统正常操作
一旦发电系统b1000被初始化，系统就可以在正常模式下操作。也就是说，发电系统b1000可以在空闲模式或充电模式下操作，例如，如图5.1.4所示。如上所述，在充电模式中，活塞组件b1120在其自身的热功率下移动(例如，不需要电机b1310马达驱动活塞组件b1120)，并且电气负载被施加到与闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120可操作地联接的一个或多个电机b1310。在空闲模式中，活塞组件b1120在其自身的热功率下移动，但是没有或具有施加在电机b1310上的可忽略的电气负载。
现在将提供能够以正常模式控制发电系统b1000的示例方式。图5.1.13提供了描述以正常模式控制图1和2的发电系统b1000的示例方法(b1720)的流程图。一些或全部的方法(b1720)可以通过本文描述的控制系统b1500来实现。另外，应当理解，示例性方法(b1720)可以以各种方式被修改、改编、扩展、重新布置和/或省略，而不偏离本主题的范围。
在(b1722)处，方法(b1700)包括设定操作参数设定点。例如，一个或多个控制器b1510可以设定操作参数设定点。操作参数设定点指示发电系统b1000的某个可变操作参数的期望值或目标值。在一些实施例中，例如，操作参数设定点可以指示与电机b1310相关联的操作参数，电机b1310与闭式循环发动机b1110可操作地联接。例如，操作参数设定点可以指示由电机b1310生成或在电机b1310处生成的目标电流。作为另一个示例，操作参数设定点可以指示电机b1310处的目标电压。在其他实施例中，操作参数设定点可以指示与闭式循环发动机b1110相关联的操作参数。例如，操作参数设定点可以指示在活塞本体b1116之一内的某个测站或位置处的目标压力或与活塞本体b1116之一流体连接的某个测站或位置处的目标压力。作为另一个示例，操作参数设定点可以指示在活塞本体b1116之一内的某个测站或位置处的目标温度或与活塞本体b1116之一流体连接的某个测站或位置处的目标温度。在还有的其他实施例中，操作参数设定点可以指示与闭式循环发动机b1110的一个或多个活塞组件b1120的移动相关联的操作参数。例如，操作参数设定点可以指示闭式循环发动机b1110的一个或多个活塞组件b1120的目标速度。作为另一个示例，操作参数设定点可以指示闭式循环发动机b1110的一个或多个活塞组件b1120的目标振幅。
操作参数设定点可以由一个或多个控制器b1510至少部分地基于所选择的控制方案来设定。控制方案可以从多个控制方案之一中选择。作为一个示例，在一些实施例中，可以根据效率控制方案来控制发电系统b1000。利用效率控制方案，可以以优化整个发电系统b1000的效率的方式来控制发电系统b1000。在这种实施例中，操作参数设定点可以被设定为寻求使发电系统b1000的效率最大化的目标函数。作为另一个示例，在一些实施例中，可以根据成本控制方案来控制发电系统b1000。利用成本控制方案，可以以操作整个发电系统b1000的成本被优化的方式来控制发电系统b1000。在这种实施例中，操作参数设定点可以被设定为寻求使操作发电系统b1000的成本最小化的目标函数。作为进一步的示例，在一些其他实施例中，可以根据成本功率比控制方案来控制发电系统b1000。利用成本功率比控制方案，可以以在操作期间使成本功率比最小化的方式来控制发电系统b1000。在这种实施例中，操作参数设定点可以被设定为寻求使操作发电系统b1000的成本功率比最小化的目标函数。
作为又一个示例，在一些实施例中，可以根据功率输出控制方案来控制发电系统b1000。利用功率输出控制方案，可以以通过系统的电机b1310生成设定量的电力的方式来控制发电系统b1000。在这种实施例中，操作参数设定点可以被设定为系统的目标电力输出。在一些实施例中，为了实现来自电机b1310的特定功率输出，可以将操作参数设定点设定为目标活塞移动特性，诸如，例如振幅、速度(即，活塞在恒定频率下的振幅)、频率等。例如，活塞的速度可以是最大线性活塞速度。有利地，如下面将进一步说明的，在一些实施例中，操作参数设定点可被设定为目标活塞速度，该目标活塞速度对应于电机b1310的期望或目标电力输出或与电机b1310的期望或目标电力输出相关联。通过将操作参数设定点设定为目标活塞速度，可以在活塞速度和电机b1310的电力输出之间维持一对一的关系。基于活塞速度设定点，可以确定为了实现设定活塞速度而加热闭式循环发动机b1110的热侧b1112所需的燃料输入。
例如，图5.1.14提供了示例控制规则的表。例如，控制规则可以存储在一个或多个控制器b1510的一个或多个存储器装置中。控制规则可以由一个或多个处理器访问。如图所示，控制规则使各种活塞速度与电机b1310的电力输出相关联或相对应。然后，如上所述，可以确定燃料输入(即，输入到燃烧器b1224中用于燃烧的燃料量)。值得注意的是，活塞速度与电机b1310的功率输出具有一对一的关系。例如，如图5.1.14所示，活塞速度A2以一对一的关系与功率输出A1相关联。活塞速度B2、C2等至N2也以一对一的关系与它们相应的功率输出B1、C1和N1相关联。基于所选择的活塞速度和/或功率输出，确定燃料输入以实现期望的活塞速度和/或功率输出。
进一步地，在一些示例实施例中，在发电系统b1000的操作期间，一个或多个控制器b1510可以改变操作参数设定点。例如，在一些实施例中，可以至少部分地基于与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的负载状态来自动改变操作参数设定点。一个或多个控制器b1510可以从与一个或多个能量存储装置b1312相关联的一个或多个传感器接收数据b1530。然后，至少部分地基于所接收到的数据b1530，一个或多个控制器b1510可以确定与电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的负载状态。如前所述，负载状态可以描述一个或多个能量存储装置b1312的充电状态或充电容量。在一些实施例中，可以至少部分地基于一个或多个能量存储装置b1312的充电状态或充电容量来改变操作参数设定点。
作为示例，图5.1.15提供了描绘随充电时间变化的操作参数设定点以及一个或多个能量存储装置b1312的充电容量的图表。如图所示，当一个或多个能量存储装置b1312的充电容量或充电状态达到预定充电或满充电的预定百分比时，可以改变(例如减小)操作参数设定点。例如，在操作参数设定点指示目标活塞速度的实施例中，当一个或多个能量存储装置b1312的充电容量达到预定充电时，可以减小活塞速度的操作参数设定点。这样，闭式循环发动机b1110将最终产生较少的有用功，因此，与其可操作地联接的电机b1310将生成更少的电力。因此，电机b1310可以以较慢的充电速率对能量存储装置b1312充电，例如，对一个或多个能量存储装置b1312加足充电或涓流充电。此外，进一步如图5.1.15所示，例如，当一个或多个能量存储装置b1312的充电容量达到给定的预定充电时，可以在充电时间内多次改变操作参数设定点。特别地，当一个或多个能量存储装置b1312的充电容量达到给定的预定充电容量时，操作参数设定点可以如图5.1.15所示以阶梯式方式改变。在一些实施例中，操作参数设定点可以以渐变或斜坡方式改变。
在一些实施例中，闭式循环发动机b1110及其相关联的电机b1310是发电系统b1000的多个闭式循环发动机和电机b1310中的一个。例如，图5.1.16A提供了发电系统b1000的示意图，发电系统b1000包括多个闭式循环发动机，每个闭式循环发动机具有一个或多个相关联的电机b1310。系统的每个电机b1310与充电控制器b1318连通。如图所示，多个能量存储装置b1312与充电控制器b1318连通。开关装置可以被定位在能量存储装置b1312与充电控制器b1318之间。此外，每个闭式循环发动机b1110、电机b1310和能量存储装置b1312与控制系统b1500的一个或多个控制器b1510通信地联接。在这种实施例中，代替改变特定发动机的操作参数设定点，一个或多个控制器b1510可以例如将发动机控制到开启和关闭位置。这样，当能量存储装置b1312的充电容量达到预定充电时(例如，如图5.1.15所示)，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个闭式循环发动机b1110关闭。此外，在一个或多个能量存储装置b1312上线或需要电力的实施例中，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个闭式循环发动机开启。另外，如本文所述，一些闭式循环发动机b1110的构造可以包括能够彼此独立地移动的活塞组件b1120。在这种实施例中，一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于一个或多个能量存储装置b1312的充电容量来使一个或多个活塞组件b1120停止移动或启动。
进一步地，一个或多个控制器b1510可以激活一个或多个开关装置，例如，用于更好地维持能量存储装置b1312的健康。例如，一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于感测到的能量存储装置的温度来将开关装置激活到打开位置。这样，一个或多个控制器b1510可以防止能量存储装置b1312过热，以及其它益处。
图5.1.16B提供了根据本公开的示例方面的分布式发电网络的示意图，该分布式发电网络包括多个闭式循环发动机，每个闭式循环发动机具有一个或多个相关联的电机。对于该实施例，闭式循环发动机b1110及其相关联的电机b1310是分布式发电网络b1900的多个闭式循环发动机b1110和电机b1310中的一个。例如，图5.1.16B提供了分布式发电网络b1900的示意图，该分布式发电网络b1900包括多个闭式循环发动机，每个闭式循环发动机具有一个或多个相关联的电机b1310。系统的每个电机b1310与能量管理控制器b1334连通。开关装置可以被定位在每个电机b1310与能量管理控制器b1334之间。电力网b1332提供能量管理控制器b1334与一个或多个能量存储装置b1312和一个或多个电气负载b1316之间的连通。在这种实施例中，代替改变特定发动机的操作参数设定点以控制分布式网络b1900的电力输出，一个或多个控制器b1510可以控制发动机b1110到例如开启和关闭位置。这样，当能量存储装置b1312的充电容量达到预定充电时(例如，如图5.1.15所示)。一个或多个控制器b1510可以使一个或多个闭式循环发动机b1110关闭，和/或开关装置可以被选择性地控制以控制到电力网b1332并最终到能量存储装置b1312和电气负载b1316的电力。此外，在一个或多个能量存储装置b1312和/或电气负载b1316上线或需要额外电力的实施例中，一个或多个控制器b1510可以使一个或多个闭式循环发动机b1110开启和/或使开关装置闭合电路以允许电力从给定的电机b1310流向电网b1332。
另外，在一些示例实施例中，一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于与电机b1310连通的能量存储装置b1312的充电接受速率来改变操作参数设定点。特别地，一个或多个控制器b1510可以从与一个或多个能量存储装置b1312相关联的一个或多个传感器接收数据b1530。然后，至少部分地基于所接收到的数据b1530，一个或多个控制器b1510可以确定与电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率。此外，一个或多个控制器b1510可以例如至少部分地基于与电机b1310相关联的一个或多个操作参数(例如，电机b1310处的电流和/或电压)来确定能量存储装置b1312的充电速率。此后，一个或多个控制器b1510可以确定充电速率是否超过能量存储装置b1312的充电接受速率。如果充电速率超过能量存储装置b1312的充电接受速率，则可以改变或变化操作参数设定点，使得充电速率朝着能量存储装置b1312的充电接受速率被调节。另一方面，如果充电速率没有超过能量存储装置b1312的充电接受速率，则可以改变或变化操作参数设定点，使得充电速率被调节为更接近能量存储装置b1312的确定的充电接受速率，例如，用于更有效的充电。因此，在一些实施例中，可以至少部分地基于一个或多个能量存储装置b1312的充电接受速率来改变操作参数设定点。
在还有的其他实施例中，一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于电机b1310上的预测负载变化来改变操作参数设定点。预测负载变化可以通过一个或多个控制器b1510至少部分地基于接收到的与电机b1310连通的电气装置(诸如能量存储装置b1312、电力网b1332、电气负载b1316等)的负载状态来确定。例如，负载状态数据b1530可以指示电气装置在电机上b1310所需的电力的预测变化和将发生电气装置在电机上所需的电力的预测变化的预测时间。因此，一个或多个控制器b1510可以考虑负载变化的幅度和时刻，并且可以相应地改变操作参数设定点。在一些实施例中，负载状态数据包括运行时间指示符，该运行时间指示符指示一个或多个电气装置或元件预测上线或计划下线的时间段或时间。换句话说，运行时间指示符指示一个或多个电气装置(例如，电气负载b1316、能量存储装置b1312、电力网b1332等)预测或计划从电机b1310接收电力的时间段或时间。在一些实施例中，除了运行时间指示符之外，负载状态数据进一步包括电力需求计划，该电力需求计划指示每个电气装置在给定时段或运行时间内放置在电机b1310上的电力需求。在一些实施例中，由一个或多个控制器b1510监测电气装置在电机b1310上所需的电力，从而可以预测动态负载变化。因此，在一些实施例中，电气装置与一个或多个控制器b1510连通或通信地联接。
在一些实施例中，特别是在存在与电机b1310连通的多个电气装置的情况下，电气装置的负载状态指示在预定时间段内多个电气装置在电机上所需的电力的总预测变化。例如，预定时间段可以是5秒(5s)。负载状态数据可用于预测预定时间段内的总预测负载变化。因此，系统不是响应于每个负载变化而做出变化，而是响应于预定时间段(例如，5秒)内的累积预测负载而改变发动机和/或电机的输出。这可以例如防止闭式循环发动机的过度斜坡和/或操作参数设定点的过度变化。进一步地，在一些实施例中，负载状态数据b1530可以指示与电机b1310电连接的电气装置(例如，能量存储装置b1312)的数量以及电气装置在电机b1310上所需的电力。
大体上，通过预测电机b1310上的负载变化，当预测到负载变化实际发生时，闭式循环发动机b1110的输出可以与电机b1310上的负载更接近地平衡。如此，活塞组件b1120能够在负载变化期间更好地维持它们相应的振幅，并且可以防止振幅尖峰增大和减小。可以改变操作参数设定点以考虑这种预测负载，从而尽管电机b1310上的动态负载变化，也允许闭式循环发动机b1110更好地维持稳态操作。
作为示例，图5.1.17提供了描绘根据本公开的示例性方面的随时间变化的电机b1310上的施加负载以及随时间变化的到闭式循环发动机b1110的燃烧器b1224的燃料输入的图表。如图所示，在充电模式期间在电机b1310上的施加负载最初是稳定的。然后，在时间T1，一个或多个控制器b1510接收指示与能量存储装置b1312和/或电机b1310相关联的一个或多个操作参数的数据。数据可以由一个或多个控制器b1510从充电控制器b1318和/或与电机b1310和/或能量存储装置b1312相关联的一个或多个传感器接收。所接收到的数据可以指示一个或多个能量存储装置b1312的负载状态。基于所接收到的数据，特别是基于一个或多个能量存储装置b1312的负载状态，一个或多个控制器b1510可以确定是否预测到一个或多个电机b1310上的负载变化。在该示例中，一个或多个控制器b1510至少部分地基于所接收到的指示一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据来确定实际上预测到负载变化。因此，在时间T1，一个或多个控制器b1510确定预测到负载变化。特别地，一个或多个控制器b1510确定在时间T2预测到负载变化。在时间T2处预测到的电机b1310上的负载变化可以对应于计划离线(即，不再从电机b1310接收电力)的一个或多个能量存储装置b1312。
进一步如图5.1.17所示，可以改变操作参数设定点以考虑电机b1310上的预测负载变化。具体地，可以以在时间T2处预测负载变化时到燃烧器b1224的燃料输入成斜坡的方式改变操作参数设定点。在该示例中，由于预测到的负载变化是负载减小，因此操作参数设定点以到燃烧器b1224的燃料输入斜坡下降的方式变化。然而，应当理解，如果预测到的负载变化是负载增大，则操作参数设定点以到燃烧器b1224的燃料输入随着时间而斜坡上升或增大的方式变化。如图5.1.17所示，一个或多个控制器b1510改变操作参数设定点，使得燃料输入斜坡下降并稳定在已知的预选燃料输入处，以针对预测到的负载变化而维持活塞b1122、b1124的振幅。有利地，通过在负载变化的预测中使燃料输入成斜坡，闭式循环发动机b1110可以更有效地操作并且更好地维持其稳态操作，而不管电机b1310上的电气负载的动态下降。此外，使闭式循环发动机b1110逐渐成斜坡可以减少发动机的振动并延长发电系统b1000的部件的有效使用寿命，以及其它益处。
作为另一个示例，图5.1.17B提供了描绘根据本公开的示例性方面的随时间变化的电机b1310上的多个施加负载以及随时间变化的到闭式循环发动机b1110的燃烧器b1224的燃料输入的图表。如图所示，在电机b1310上的施加负载包括第一负载L1和第二负载L2，第一负载L1和第二负载L2在充电模式期间在当前时间TC处都是稳定的或稳态的。第一负载L1对应于与电机b1310连通的第一电气装置，并且第二负载L2对应于与电机b1310连通的第二电气装置。在当前时间TC，一个或多个控制器b1510可以接收指示与电机b1310连通的电气装置的负载状态的数据。基于所接收到的数据，特别是基于电气装置的负载状态，一个或多个控制器b1510可以确定与电机b1310连通的任何一个电气装置是否例如通过离线、要求更多的电力或要求更少的电力来预测引起一个或多个电机b1310上的负载变化。在一些实施例中，负载状态数据指示一个或多个电气装置上线，或从不需要来自电机b1510的电力转变到需要来自电机b1510的电力。对于本实施例，通过考虑与电机b1510连通的多个电气装置的负载状态，电气装置的负载状态指示多个电气装置在电机上所需的电力的总预测变化。换句话说，基于所接收到的负载状态数据，一个或多个控制器b1510可以确定相对于当前时间TC在未来发生的预定时间段内多个电气装置在电机上所需的电力的总预测变化。例如，预定的未来时间段可以是从当前时间通过预定预测时间段提前设定的滚动时间段。
如图5.1.17B所示，基于所接收到的负载状态数据，一个或多个控制器b1510确定对应于与电机b1310连通的第一电气装置的第一负载L1预测在从T1跨越到T2的预定未来时间段内将其在电机上b1310所需的电力减少了-P。此外，基于所接收到的负载状态数据，一个或多个控制器b1510确定对应于与电机b1310连通的第二电气装置的第二负载L2预测在从T1跨越到T2的预定未来时间段内将其在电机上b1310所需的电力增大了+2P。因此，一个或多个控制器b1510可以例如通过将全部预测负载变化求和，来确定在预定未来时间段内电机b1310上的净或总预测负载变化。在该示例中，一个或多个控制器b1510确定在预定未来时间段内电机b1310上的总预测负载变化是+P(+2P+-P＝+P)。
基于在预定未来时间段内确定的电机b1310上的总预测负载变化，可以改变操作参数设定点以考虑电机b1310上的总预测负载变化。具体地，可以以在预定未来时间段内预测总负载变化时使到燃烧器b1224的燃料输入成斜坡的方式来改变操作参数设定点。在该示例中，由于总预测负载变化是负载增大+P，因此操作参数设定点以到燃烧器b1224的燃料输入随着时间而斜坡上升或增大的方式变化，如图5.1.17B中所示。然而，应当理解，如果总预测负载变化是负载减小，则操作参数设定点可以以到燃烧器b1224的燃料输入随着时间而斜坡下降或减小的方式变化。
如图5.1.17B所示，在该示例中，一个或多个控制器b1510改变操作参数设定点，使得燃料输入斜坡上升并稳定在已知的预选燃料输入处，以将活塞b1122、b1124的振幅维持在预定振幅范围内，而不管预测到的负载变化。燃料输入可以斜坡上升，使得预选燃料输入在时间TZ处稳定，该时间TZ对应于当第二负载L2增加+2P时的时刻，或者更广泛地，当电机b1510上的负载变化在预定未来时间窗内为最大时的时刻。有利地，通过考虑电机b1310在预定未来时间段(例如，5s)的总预测负载，闭式循环发动机b1110可以更有效地操作并且更好地维持其稳态操作，而不管电机b1310上的动态负载改变。进一步地，可以防止闭式循环发动机的过度斜坡和/或操作参数设定点的过度变化。例如，在第一负载L1的预测中减小-P时不是使燃料输入斜坡下降，而是使燃料输入斜坡上升以考虑在预定未来时间段内发生的累积预测负载变化，该累积预测负载变化被预测为由于第二负载L2计划或预测增大+2P而导致的负载增大。因此，通过基于在预定未来时间段内的总预测负载变化来使闭式循环发动机成斜坡，闭式循环发动机及其相关联的配套设施可以实现更大的总体效率，并且可以增加系统的各种部件的使用寿命。
在(b1724)处，返回到图5.1.13，方法(b1720)包括从一个或多个传感器接收指示与闭式循环发动机b1110和一个或多个电机b1310中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据。例如，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个传感器接收数据，例如，如图5.1.3所示。在一些实施例中，如上所述，一个或多个控制器b1510还可以接收指示与电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的负载状态的数据。一个或多个控制器b1510可以以预定间隔和/或根据请求连续地从传感器接收传感器数据。
作为一个示例，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个活塞传感器接收指示一个或多个活塞移动特性的数据。如前所述，示例活塞移动特性可以包括活塞位置、速度、振幅、频率和/或相位。可以针对一个、一些或全部活塞组件b1120接收指示一个或多个活塞移动特性的数据。作为另一个示例，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个压力传感器b1522接收指示在一个或多个位置或测站(例如，在活塞本体b1116内或沿着流体连接活塞本体b1116的流体路径)处的闭式循环发动机b1110内的压力的数据。作为又一个示例，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个温度传感器b1524接收指示在一个或多个位置或测站(例如，在活塞本体b1116内或沿着流体连接活塞本体b1116的流体路径)处的闭式循环发动机b1110内的温度的数据。进一步地，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个温度传感器b1524接收指示在燃烧器b1224或热源处的温度的数据，燃烧器b1224或热源能够操作以向闭式循环发动机b1110的热侧b1112提供热能。
另外，作为另一个示例，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个电机传感器b1526接收指示与一个或多个电机b1310相关联的一个或多个操作参数的数据。例如，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个电机传感器b1526接收指示生成的或经过电机b1310的电流的数据，包括电流的振幅、相位和/或频率。此外，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个电机传感器b1526接收指示在电机b1310处的电压的数据，包括电压的振幅、相位和/或频率。此外，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个电机传感器b1526接收指示在电机b1310处的磁场的数据。
作为又一个示例，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个能量存储装置传感器b1528接收指示与一个或多个能量存储装置b1312相关联的一个或多个操作参数的数据b1530，一个或多个能量存储装置b1312与电机b1310连通。例如，一个或多个控制器b1510可以从一个或多个电机传感器b1526接收指示能量存储装置b1312的负载状态的数据b1530。在一些实施例中，如上所述，一个或多个能量存储装置b1312的负载状态描述了与一个或多个电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和充电接受速率中的至少一个。
在(b1726)处，方法(b1700)包括至少部分地基于所接收到的指示与闭式循环发动机和一个或多个电机中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据来确定控制命令，其中至少部分地基于引起发电系统的输出变化来选择控制命令。例如，一个或多个控制器b1510可以在(b1724)处接收数据，并且至少部分地基于所接收到的数据，一个或多个控制器b1510可以确定一个或多个控制命令b1532，一个或多个控制命令b1532指示用于引起发电系统b1000的输出变化的指令。此外，在一些实施例中，控制命令由一个或多个控制器b1510至少部分地基于在(b1722)处设定的操作参数设定点来确定。
作为一个示例，所确定的控制命令可以指示用于例如通过调节电机b1310上的电气负载而引起一个或多个电机b1310的输出变化，使得电机b1310以更有效或不太有效的方式操作等等的指令。作为另一个示例，所确定的控制命令可以指示用于引起闭式循环发动机b1110的输出变化，这又引起与其可操作地联接的电机b1310的输出变化的指令。例如，控制命令可以指示用于引起发动机内的某个测站或位置内的工作流体的压力、热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT、闭式循环发动机b1110内的工作流体的体积、闭式循环发动机b1110内的工作流体的摩尔数等变化的指令。
在一些实施例中，一个或多个控制器b1510可以仅基于单个操作参数(例如，活塞速度、电机b1310处的电流、闭式循环发动机b1110内的某个测站或位置处的压力等)来确定控制命令。在还有的其他实施例中，一个或多个控制器b1510可以仅基于两个操作参数(例如，活塞速度和电机b1310处的电流)来确定控制命令。在一些进一步的实施例中，一个或多个控制器b1510可以基于两个或更多个操作参数来确定控制命令。
在一些实施例中，至少部分地基于所接收到的指示与闭式循环发动机b1110和一个或多个电机b1310中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据来确定控制命令包括：确定在(b1722)处设定的操作参数设定点和在(b1724)处接收到的操作参数之间的误差或差异。然后，一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于所确定的差异来确定控制命令。
例如，图5.1.18提供了将各种差异与各种控制命令b1532相关联的示例控制规则的表。例如，控制规则可以存储在一个或多个控制器b1510的一个或多个存储器装置中。控制规则可以由一个或多个处理器访问。如上所述，控制规则使各种差异与各种控制命令b1532相关联或对应。特别地，如所描绘的，差异A与控制命令D对应或相关联。例如，如果操作参数设定点与所接收到的操作参数之间的差异产生误差或差异A，则确定或选择与差异A相关联的控制命令D作为控制命令。控制命令D可以指示用于调节可控装置b1534(例如，燃料控制装置b1214)的指令，使得发电系统b1000的输出被改变。更具体地，控制命令D可以指示用于调节可控装置b1534的指令，使得操作参数设定点和作为数据的一部分而被接收到的感测到的操作参数之间的差异被驱动朝向零(0)。这样，当提供给可控装置时，至少部分地基于从一个或多个传感器接收到的数据所确定或选择的控制命令可以使得与活塞组件可操作地联接的电机生成预选电力输出。
如图5.1.18所示，差异B与控制命令E对应或相关联，差异C与控制命令F对应或相关联，依此类推，第N个差异对应于第N个控制命令。在一些实施例中，所确定的差异和控制命令可以以一对一的关系彼此关联。在其他实施例中，所确定的差异和控制命令可以至少部分地基于一些数学关系，诸如经由导数或积分，而彼此关联。
图5.1.19提供了根据本公开的实施例的用于控制发电系统b1000的示例性反馈控制回路。如图所示5.1.19，操作参数设定点b1536被输入到求和块。例如，输入到求和块的操作参数设定点b1536可以是在(b1722)处设定的操作参数设定点。对于该示例，操作参数设定点b1536是闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的目标活塞速度。可以选择活塞速度目标以实现电机b1310的特定电力输出。例如，一个或多个控制器b1510可以访问图5.1.14的控制规律，并选择与电机b1310的期望电力输出相对应的活塞速度。然而，操作参数设定点b1536可以是与电机b1310和闭式循环发动机b1110中的至少一个相关联的某个其他操作参数的目标值。如进一步描述的，在(b1724)处作为数据的一部分被接收到的一个或多个感测到/计算出的操作参数b1538也被输入到求和块中。对于该示例，感测到/计算出的操作参数b1538是闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的活塞速度。活塞组件b1120的活塞速度可以由一个活塞移动传感器b1520感测。
操作参数设定点b1536(例如，目标活塞速度)和感测到/计算出的操作参数b1538(例如，活塞组件b1120的实际活塞速度)被输入到求和块，然后一个或多个控制器b1510确定它们之间的误差或差异b1540。然后，一个或多个控制器b1510可以进行调节以驱动差异b1540朝向零(0)。例如，一个或多个控制器b1510可以访问图5.1.18的控制规律，并且可以确定与所确定的差异b1540相对应或相关联的控制命令。控制命令指示用于引起发电系统b1000的输出变化的指令。作为一个示例，控制命令b1532可以被提供给可控装置b1534，可控装置b1534能够操作以控制对设置在活塞本体b1116内的工作流体的输入(例如，热输入)，活塞组件b1120设置在活塞本体b1116中。这样，最终，活塞组件b1120的活塞速度被改变，并且操作参数设定点b1536和感测到/计算出的操作参数b1538之间的差异b1540被驱动朝向零(0)，因此，由与其可操作地联接的电机b1310生成的电力量被改变。
图5.1.20提供了根据本公开的实施例的用于控制发电系统b1000的另一个示例反馈控制回路。如图5.1.20所示，在一些实施例中，可以确定多个差异，并且一个或多个控制器b1510可以至少部分地基于所确定的差异来输出一个或多个控制命令b1532。特别地，第一操作参数设定点和第一感测操作参数被输入到第一求和块。一旦第一操作参数设定点(例如，目标活塞速度)和第一感测操作参数(例如，活塞组件b1120的实际活塞速度)被输入到第一求和块中，则一个或多个控制器b1510确定它们之间的第一差异。然后，一个或多个控制器b1510可以例如以上述方式进行调节以驱动第一差异朝向零。进一步，第二操作参数设定点和第二感测操作参数被输入到第二求和块。一旦第二操作参数设定点(例如，发动机内的测站处的工作流体的目标压力)和第二感测操作参数(例如，在测站处的工作流体的实际压力)被输入到第二求和块中，那么一个或多个控制器b1510确定它们之间的第二差异。然后，一个或多个控制器b1510可以例如以上述方式进行调节以驱动第二差异朝向零。此外，第三操作参数设定点和第三感测操作参数被输入到第三求和块。一旦第三操作参数设定点(例如，电机b1310处的电压或电流)和第三感测操作参数(例如，电机b1310处的实际电压或电流)被输入到第三求和块中，则一个或多个控制器b1510确定它们之间的第三差异。然后，一个或多个控制器b1510可以例如以上述方式进行调节以驱动第三差异朝向零。在这种实施例中，一个或多个控制器b1510可以确定每个差异，并确定驱动差异朝向零(0)的一个或多个控制命令b1532。在一些情况下，例如，一个或多个控制器b1510可以基于一些预选标准将权重分配给差异，并且根据所确定的差异和所施加的权重来确定控制命令b1532。可以至少部分地基于所选择的控制方案和/或驱动特定差异朝向零(0)的重要性来选择所施加的权重。此外，可以至少部分地基于寻求使发电系统b1000的某个方面最小化或最大化的优化函数来选择所施加的权重。
在(b1728)处，再次参考图5.1.13，方法(b1700)包括向可控装置b1534提供控制命令。这样，可控装置b1534可以执行控制命令(例如，进行控制动作)以改变发电系统b1000的输出。例如，如图5.1.19所示，可以将所确定的控制命令提供给可控装置b1534。可控装置b1534可以至少部分地基于控制命令来进行控制动作b1542。例如，如果可控装置b1534是阀，并且控制命令指示了用于将阀打开到设定位置或角度的指令，则可控装置b1534可以至少部分地基于所提供的控制命令而将阀致动到设定位置。当可控装置b1534根据控制命令进行控制动作b1542时，发电系统b1000的输出被改变。例如，在进行控制动作b1542的过程中，可控装置b1534可以引起由活塞本体b1116内的工作流体在活塞上完成的功的量的变化和/或由活塞在活塞本体b1116内的工作流体上完成的功的量的变化(例如，取决于工作流体是膨胀还是收缩)。通过改变由活塞完成的或在活塞上完成的功，活塞组件b1120的活塞速度被改变，这最终改变发电系统b1000的输出。如上所述，可控装置b1534可以是与一个或多个控制器b1510通信联接的任何装置，当经由控制命令被一个或多个控制器b1510命令时，该可控装置b1534引起发电系统b1000的输出变化。
图5.1.21提供了图5.1和5.1.2的发电系统b1000的配套设施b1200的示例加热器回路b1210的示意图。如图所示，在一些示例实施例中，可控装置b1534是能够操作以改变闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT的装置。作为一个示例，可控装置b1534是沿着加热器回路b1210的进气管路b1232定位的燃料控制装置b1214。一个或多个控制器b1510可以向燃料控制装置b1214提供控制命令，例如，以改变流向燃烧器b1224的燃料量，燃烧器b1224沿着加热器回路b1210被定位在燃料控制装置b1214的下游。燃料控制装置b1214可以至少部分地基于所提供的控制命令来进行控制动作b1542。例如，燃料控制装置b1214可以调整提供给燃烧器b1224的燃料量，例如，以改变它们的燃料/空气混合物，并因此改变输入到闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量。
作为另一个示例，仍然参考图5.1.21，可控装置b1534可以是致动器b1226，致动器b1226能够操作以移动或控制沿着加热器回路b1210定位的再循环装置b1230。致动器b1226与再循环装置b1230可操作地联接。一个或多个控制器b1510可以向致动器b1226提供控制命令，例如，以改变再循环到燃烧器b1224的燃烧气体或加热工作流体HWF的量。这样，可以改变当量比(即，实际燃料/空气比与化学计量燃料/空气比的比率)，从而最终可以改变输入到闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量，这又改变了发电系统b1000的输出。在一些示例实施例中，再循环装置b1230是基于几何形状的控制装置。例如，基于几何形状的控制装置可以内置于加热器本体的某个部分中。基于通过加热器本体的通道的一个或多个流率，基于几何形状的控制装置可以将预选量的再循环加热工作流体HWF引导至燃烧器b1224，而剩余部分从系统被排放和/或用作热回收源，用于将热能传给加热器回路b1210和/或冷冻机回路b1212和/或与循环发动机的配套设施b1200流体连通的一些其他热系统或应用。
作为又一个示例，可控装置b1534可以是加热器回路b1210的压缩机b1222。一个或多个控制器b1510可以向压缩机b1222提供控制命令，例如以改变压缩机b1222的速度。这样，可以改变流向燃烧器b1224的下游的空气的质量流和/或压力，从而最终可以改变输入到闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量，这又改变了发电系统b1000的输出。
作为另一个示例，可控装置b1534是能够操作以改变闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT的装置，具体地，该装置能够操作以从闭式循环发动机b1110的冷侧b1114去除更多或更少的热量。例如，可控装置b1534可以是压缩机、泵、涡轮或沿着闭式循环发动机b1110的配套设施b1200的冷冻机回路b1212定位的一些其它可控装置b1534。
图5.1.22提供了图5.1.2的闭式循环发动机b1110的两个流体联接的活塞本体b1116的示意图。如图所示，在一些示例实施例中，可控装置b1534是能够操作以例如在发动机的特定测站改变闭式循环发动机b1110内的流体的压力和/或分子数量的装置。作为一个示例，可控装置b1534可以是沿着流体连接活塞本体b1116的流体路径定位的一个或多个压力控制装置。可控装置b1534可以包括多个压力控制装置b1140、b1142，例如，如图5.1.22所示。压力控制装置b1140、b1142与一个或多个控制器b1510通信联接。一个或多个控制器b1510可以向压力控制装置b1140、b1142提供控制命令，例如，以改变闭式循环发动机b1110内的发动机工作流体EWF的压力。压力控制装置b1140、b1142可以至少部分地基于所提供的控制命令来进行控制动作。例如，压力控制装置b1140、b1142可以调整发动机工作流体EWF的压力。这样，可以改变由活塞组件b1120在发动机工作流体EWF上完成的功(例如，在压缩冲程期间)或由发动机工作流体EWF在活塞组件b1120上完成的功(例如，在膨胀冲程期间)，因此可以改变发电系统b1000的输出。
在还有的其他实施例中，压力控制装置b1140、b1142可以添加或去除发动机工作流体EWF(例如，压力控制装置b1140、b1142可以将发动机工作流体EWF释放到周围环境中)，使得工作流体的分子数量改变，这最终改变了在活塞组件b1120上或由活塞组件b1120完成的功，这又使得电机b1310生成更多或更少的电力，或者更一般地，发电系统b1000的输出被改变。在还有的进一步的实施例中，闭式循环发动机b1110可以包括蓄能器b1144，蓄能器b1144可以改变闭式循环发动机b1110内的工作流体的压力或者可以改变工作流体的分子数量。阀b1146等可由一个或多个控制器b1510控制以选择性地允许一定量的工作流体流入或流出蓄能器b1144。
再次参考图5.1.2，在一些示例实施例中，可控装置b1534是能够操作以改变电机b1310上的负载(即，其上的扭矩负载)的装置，这引起了由一个或多个电机b1310生成的电力量的变化。改变电机b1310上的电气负载还可以改变闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的运动特性。作为一个示例，可控装置b1534是与电机b1310连通的充电控制器b1318。充电控制器b1318可以包括能够操作以选择性地在电机b1310上施加负载的一个或多个开关装置。流量控制装置的开关装置可以由一个或多个控制器b1510控制以选择性地在电机b1310上施加预定负载。例如，至少部分地基于所提供的控制命令，开关装置可以允许能量存储装置b1312在电机b1310上施加电气负载，或者在一些情况下，开关装置可以防止能量存储装置b1312在电机b1310上施加电气负载。进一步地，在一些实施例中，至少部分地基于一个或多个控制命令b1532，充电控制器b1318的开关装置可以选择性地允许电制动系统b1320的一个或多个电阻器组在电机b1310上施加电气负载，或者在一些情况下，开关装置可以防止电制动系统b1320的电阻器组在电机b1310上施加电气负载。
作为另一个示例，可控装置b1534可以是与电机b1310可操作地联接的机械制动系统b1400。一个或多个控制器b1510可以控制机械制动系统b1400以选择性地在电机b1310上施加预定负载。特别地，一个或多个控制器b1510可以向机械制动系统b1400提供控制命令，并且机械制动系统b1400可以进行控制动作以执行控制命令。例如，当被命令这样做时，机械制动系统b1400可以在电机b1310上施加预定负载。进一步地，控制命令可以指示在电机b1310上施加更多或更少预定负载的指令，例如，以改变发电系统b1000的输出。
作为又一个示例，一个或多个控制器b1510可以使得一个或多个电机b1310以效率较低的方式操作。例如，一个或多个控制器b1510可以提供指示电机b1310以效率较低的方式操作的指令的控制命令，例如，以在闭式循环发动机b1110上施加预定负载或扭矩，这最终改变发电系统b1000的输出。举例来说，可以控制相位或电流提前角、相位电流的振幅或已知影响电机b1310的效率的一些其它操作参数，以在效率降低模式下操作一个或多个电机b1310。在一些实施例中，一个或多个控制器b1510可以使得一个或多个电机b1310以更有效的方式操作，例如，以改变闭式循环发动机b1110上施加的预定扭矩负载。
在一些实施例中，如上所述，系统可以预测电机上的动态负载变化，并且在预测到这种负载变化时对闭式循环发动机的输出进行调节。图5.1.22A提供了根据本公开的示例方面的控制系统的方法(b1800)的流程图。例如，可以实施方法(b1800)以控制本文描述的任何能量转换或发电系统，诸如图5.1.1、5.1.2、5.1.6、5.1.16A、5.1.16B等中的任何系统。另外，应当理解，示例性方法(b1800)可以以各种方式修改、改编、扩展、重新布置和/或省略，而不偏离本主题的范围。
在(b1802)处，方法(b1800)包括操作闭式循环发动机，该闭式循环发动机具有可以在由闭式循环发动机的活塞本体限定的活塞室内移动的活塞组件。例如，闭式循环发动机可以是本文提供的任何闭式循环发动机。在一些实施例中，闭式循环发动机是斯特林发动机。在一些实施例中，闭式循环发动机是再生热力发动机。此外，在一些实施例中，在(b1802)处操作闭式循环发动机b1110的过程中，包括计算机可执行指令的计算机可读介质，当计算机可执行指令由控制器b1510的一个或多个处理器执行时，计算机可执行指令使得控制器b1510：在闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间引起或造成温差，闭式循环发动机b1110具有活塞组件b1120，活塞组件b1120可以在由闭式循环发动机b1110的活塞本体b1116限定的活塞室b1118内移动，活塞组件b1120至少部分地基于温差移动。例如，控制器b1510可以使加热器回路b1210将热能传给热侧b1112，并且可以使冷冻机回路b1212从冷侧b1214去除或提取热量。这样，发动机工作流体EWF膨胀和收缩，从而在活塞室b1118内移动活塞组件b1120。
在(b1804)处，方法(b1800)包括接收指示与电机连通的电气装置的负载状态的数据，电机与活塞组件可操作地联接。例如，可以从本文描述的各种传感器接收数据。控制器b1510可以接收指示与电机b1310连通的电气装置的负载状态的数据b1530，电机与活塞组件b1120可操作地联接，电机b1310能够操作以在活塞组件b1120在活塞室b1118内移动时生成电力。在一些实施中，电气装置是电力网。在一些实施中，电气装置是能量存储装置，例如电池。在一些实施中，电气装置是运载器的电气装置或系统。进一步地，在一些实施中，电气装置的负载状态指示电气装置在电机上所需的电力。在其他实施中，电气装置的负载状态包括运行时间指示符，该运行时间指示符指示电气装置预测上线或离线的时间段。
在一些实施中，作为数据的一部分被接收到的电气装置的负载状态可以说明一个或多个其他发电系统的发电状态。例如，参考图5.1.6，由控制器b1510接收到的与电气装置相关联的负载状态数据可以指示与电气装置(例如，经由电力网b1332的能量存储装置b1312和/或电气负载b1316)连通的其他发电系统的发电状态。特别地，由控制器b1510接收到的与电气装置相关联的负载状态数据可以指示第一发电系统、第二发电系统等等到第N发电系统的发电状态。发电状态数据可以作为上述电气装置的负载状态数据的一部分被接收，或者在一些实施中，直接从发电系统本身接收。发电状态数据可以包括其他发电系统预测经由电力网b1332向能量存储装置b1312和/或电气负载b1316何时提供电力以及提供多少电力。因此，控制器b1510可以接收指示与电气装置连通的每个发电系统的发电状态的数据b1530，该数据b1530可以包括其他发电系统预测何时提供电力以及提供多少电力，最终影响电气装置的负载状态(例如，电气装置从电机b1310所需的电力)。这样，闭式循环发动机b1110可以例如以类似于图5.1.17所示的方式斜坡上升或斜坡下降以预测电机b1310上的负载变化。
再次参考图5.1.16A和5.1.16B，在一些实施中，作为数据的一部分被接收到的电气装置的负载状态可以说明包括闭式循环发动机和一个或多个相关联的电机的一个或多个其他发电系统的发电状态。另外，电气装置的负载状态可以考虑多个电气装置负载状态，诸如图5.1.16A中所示的每个能量存储装置b1312的负载状态。控制器b1510可以利用电气装置的集合负载状态数据来预测电力需求变化，或者换句话说，在电机b1310上的负载变化。进一步地，参考图5.1.16B，作为数据的一部分被接收到的电气装置的负载状态可以说明与能量管理系统b1334连通的一个或多个其它电气负载b1316和/或能量存储装置b1312的负载状态。这样，分布式电力网络b1900的某些闭式循环发动机b1110可以斜坡上升或斜坡下降或开启或关闭以满足预测的电力需求变化，如上所述，这最终会导致电机b1310上的负载变化。
在(b1806)处，再次参考图5.1.22A，方法(b1800)包括至少部分地基于电气装置的负载状态来确定预测电机上的负载变化。在一些实施中，负载变化是电机上的负载减小。在其它实施中，负载变化是电机上的负载增大。在一些实施中，方法(b1800)进一步包括确定预测到的负载变化是负载增大还是负载减小。控制器b1510可以例如基于负载状态数据来确定是否预测负载变化。如上所述，负载状态数据可以至少部分地基于与电气装置连通的一个或多个其他发电系统的发电状态，包括其他闭式循环发动机和相关联的电机的发电系统状态、包括经由电力网与电机连通的电气装置的多个负载状态或集合负载状态、和/或其某些组合。
在(b1808)处，方法(b1800)包括确定控制命令，该控制命令指示用于在电机上预测到的负载变化之前调节闭式循环发动机和电机中的至少一个的输出的指令。一个或多个控制器b1510可以确定控制命令并且可以将控制命令提供给可控装置，例如本文提供的任何可控装置。在一些实施中，控制器b1510可以在电机上预测到的负载变化之前或同时确定控制命令，该控制命令指示用于调节闭式循环发动机和电机中的至少一个的输出的指令。这样，闭式循环发动机可以在预测负载变化时或至少在负载变化时立即斜坡上升或下降。因此，在这种实施中，控制器b1510以主动的方式控制系统。
在(b1810)处，方法(b1800)包括使得可控装置至少部分地基于所确定的控制命令，在电机上预测到的负载变化之前调节闭式循环发动机和电机中的至少一个的输出。在一些实施中，可控装置是燃料控制装置。在一些实施中，可控装置是燃料泵。如上所述，在一些实施中，方法(b1800)包括确定预测到的负载变化是负载增大还是负载减小。在这种实施中，一方面，如果预测到的负载变化是负载减小，则确定控制命令，使得向燃烧室的燃料输入斜坡下降以预测负载减小。另一方面，如果预测到的负载变化是负载增大，则确定控制命令，使得向燃烧室的燃料输入斜坡上升以预测负载增大。控制器b1510可以至少部分地基于所确定的控制命令，在电机上预测到的负载变化之前或同时，使得可控装置调节闭式循环发动机和电机中的至少一个的输出。
发电系统——不同步条件
此外，在一个或多个活塞组件b1120关于振幅、相位和/或频率与其相关联的电机b1310不同步的情况下，一个或多个控制器b1510可以向上述的一个或多个可控装置b1534提供控制命令，以引起对电机b1310及其相关联的活塞组件b1120中的至少一个的调节，使得电机b1310及其相关联的活塞组件b1120在振幅、相位和频率上同步。例如，在(b1724)处作为数据的一部分被接收到的与一个或多个电机b1310和活塞组件b1120中的至少一个相关联的操作参数可以包括电机b1310特性(例如，电机b1310处的电流或电压)和活塞运动特性(例如，活塞位置、速度、振幅、频率、相位)。至少部分地基于电机b1310特性和活塞运动特性，一个或多个控制器b1510可以确定电机b1310与其相关联的活塞组件b1120例如在振幅、相位和/或频率上是不同步(即，与其非同步)还是同步(即，与其同步)。也就是说，一个或多个控制器b1510可以确定电机b1310在振幅、相位和/或频率上是否与其相关联的活塞组件b1120同步。
响应于电机b1310是否与其相关联的活塞组件b1120同步，一个或多个控制器b1510可以确定控制命令。特别地，如果一个或多个控制器b1510确定电机b1310与其相应相关联的活塞组件b1120同步，则一个或多个控制器b1510确定指示用于维持电机b1310及其相关联的活塞组件b1120的振幅、相位和频率的同步的指令的控制命令，并继续推进驱动操作参数设定点与感测到的或计算出的参数之间的差异。然而，如果一个或多个控制器b1510确定电机b1310与其相关联的活塞组件b1120不同步，则一个或多个控制器b1510可以确定控制命令，该控制命令指示用于调节电机b1310及其相关联的活塞组件b1120中的一个的振幅、相位和/或频率的指令，例如，使得电机b1310及其相关联的活塞组件b1120在振幅、相位和频率上是同步的。
作为一个示例，在电机b1310被确定为与其相关联的活塞组件b1120不同步的情况下，一个或多个控制器b1510可以使电制动系统b1320调节电机b1310和活塞组件b1120中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。特别地，控制命令可以指示用于在一个或多个电机b1310上施加电气负载的指令，例如，使电机b1310的振幅、相位和频率与其相关联的活塞组件b1120的振幅、相位和频率同步。作为另一个示例，在电机b1310被确定为与其相关联的活塞组件b1120不同步的情况下，一个或多个控制器b1510可以使机械制动系统b1400调节电机b1310和活塞组件b1120中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。作为又一个示例，在电机b1310被确定为与其相关联的活塞组件b1120不同步的情况下，一个或多个控制器b1510可以使电机b1310以更有效或不太有效的方式操作，以调节电机b1310和活塞组件b1120中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。在进一步的示例中，本文提及的一些其它可控装置b1534可以调节电机b1310和活塞组件b1120中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。
第5.1.6章——发电系统故障事件防止
发电系统b1000可以包括用于防止各种故障事件的特征和控制逻辑。例如，一个或多个控制器b1510可以包括用于防止活塞组件b1120撞击、碰撞或以其他方式接合其中设置有它们的活塞本体b1116的壁的控制逻辑。举例来说，如果电机b1310上的负载意外地且迅速地减小，则一个或多个控制器b1510可以包括用于控制系统的控制逻辑，使得防止活塞组件b1120猛烈撞击或接合其相应活塞本体b1116的壁。一个或多个控制器b1510也可以包括用于防止发电系统b1000的其它故障事件的控制逻辑。
大体上，为了防止在发电系统b1000的操作期间发生故障事件，一个或多个控制器b1510可以监测与电机b1310相关联的操作参数、与闭式循环发动机b1110相关联的操作参数、和/或与和电机b1310连通的能量存储装置b1312相关联的操作参数。特别地，一个或多个控制器b1510可以确定作为数据的一部分被接收到的操作参数是否在预选操作范围内。例如，一个或多个控制器b1510可以确定作为数据的一部分被接收到的操作参数是否超出(即，高于或低于)预定阈值或预定变化率。如果一个或多个控制器b1510确定操作参数超出预定阈值或预定变化率，则一个或多个控制器b1510可以确定控制命令，该控制命令指示用于返回在预选操作范围内的操作参数的指令。然后，可以将控制命令提供给系统的一个或多个可控装置b1534，例如本文中所述的任何可控装置b1534。然后，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令，例如，驱动或返回在预选操作范围内的操作参数。
在一些实施例中，发电系统b1000的控制系统b1500被可操作地构造成防止闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120碰撞(即，物理接触)其中设置有活塞组件b1120的活塞本体b1116的壁。如上所述，一个或多个控制器b1510可以包括用于防止活塞组件b1120碰撞其中设置有它们的活塞本体b1116的壁的控制逻辑。
作为一个示例，在发电系统b1000处于充电模式的操作期间，一个或多个控制器b1510可以监测活塞组件b1120的活塞位置和振幅(即，活塞b1122、b1124的冲程)。例如，一个或多个控制器b1510可以接收指示与闭式循环发动机b1110相关联的一个或多个操作参数的数据。作为数据的一部分被接收到的操作参数可以包括活塞组件b1120的位置和振幅。在这种实施例中，如果活塞振幅在预选操作范围之外或者位置使得活塞处于冲撞活塞本体b1116或一些其它部件的危险中，则一个或多个控制器b1510可以确定指示用于使活塞振幅返回或移动到预选操作范围的指令的控制命令。控制命令可以由一个或多个控制器b1510提供给可控装置b1534。可控装置b1534可以是本文描述的任何可控装置b1534。可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令。因此，可以防止一个或多个活塞组件b1120碰撞其中设置有它们的活塞本体b1116的壁。
作为另一个示例，在发电系统b1000处于充电模式的操作期间，一个或多个控制器b1510可以监测电机b1310上的电气负载。电机b1310处的电流和/或电压可用于监测电机b1310上的电气负载。其它操作参数也可用于监测电机b1310上的电气负载。在这种实施例中，如果与电机b1310相关联的操作参数在预选操作范围之外，则一个或多个控制器b1510可以确定指示用于将与电机b1310相关联的操作参数返回或移动到预选操作范围的指令的控制命令。控制命令可以由一个或多个控制器b1510提供给可控装置b1534。可控装置b1534可以是本文描述的任何可控装置b1534。可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令。因此，可以防止一个或多个活塞组件b1120碰撞其中设置有它们的活塞本体b1116的壁。
作为示例，图5.1.23提供了描绘根据本公开的示例性方面的随时间变化的在电机b1310上的施加负载以及随时间变化的活塞振幅的图表。如图所示，在充电模式期间在电机b1310上的施加负载最初是稳定的。然后，在一段时间之后，在电机b1310上的施加负载意外地迅速减小。一个或多个控制器b1510可以接收电机b1310处的电流作为操作参数。一个或多个控制器b1510可以确定电流在预选操作范围之外。特别地，一个或多个控制器b1510可以确定电流已经超出(例如，低于)预定阈值，例如，如图5.1.23所示。
值得注意的是，当电机b1310上的电气负载意外地迅速减小时，活塞组件b1120的振幅迅速增大或激增。当活塞组件b1120的振幅激增时，活塞组件b1120有碰撞其相应活塞本体b1116的壁的风险。因此，一个或多个控制器b1510确定控制命令，该控制命令指示用于使在电机b1310上的施加电气负载返回在预选操作范围内的指令，或者对于该示例，将电气负载施加在电机b1310上，从而防止活塞b1122、b1124碰撞活塞本体b1116的壁。可以将确定的控制命令提供给一个或多个可控装置b1534，例如本文描述的任何控制装置。然后，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令。
作为一个示例，可控装置b1534可以是充电控制器b1318。充电控制器b1318的开关装置可以使电气制动系统b1320在电机b1310上施加接近瞬时的电气负载，使得在意外迅速减小之前，电机b1310上的施加负载在其负载处或附近迅速增大，例如，如图5.1.23所示。这样，可以防止活塞组件b1120碰撞它们相应的活塞本体b1116。作为另一个示例，可控装置b1534可以是机械制动系统b1400。一个或多个控制器b1510可以使得机械制动系统b1400在电机b1310上施加负载或反向扭矩，使得在意外迅速减小之前，电机b1310上的施加负载在其负载处或附近迅速增大。
如图5.1.23进一步所示，在可控装置b1534进行控制动作以执行控制命令之后，施加的电气负载在意外迅速减小之前返回到接近其负载或值。因此，活塞振幅基于施加负载而相对迅速地减小。在一些实施例中，为了防止对发电系统b1000的一个或多个部件的损坏，发电系统b1000可以斜坡下降。为了使系统斜坡下降，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以使电机b1310上的施加负载以阶梯式的方式减小，例如，如图5.1.23所示。通过使在电机b1310上的施加负载逐步降低，闭式循环发动机b1110可以逐渐斜坡下降，从而允许活塞组件b1120的振幅逐渐减小。例如，每当电机b1310上的施加负载逐步降低时，系统的燃料输入可以斜坡下降或逐渐减小。当电机b1310上的施加负载达到或接近于零(0)时，活塞振幅可以稳定在空闲模式，并且此后发电系统b1000可以停止操作。如图5.1.23所示，施加负载可以首先逐步降低，并且活塞振幅可以斜坡下降。然而，在其它实施例中，活塞振幅可以首先斜坡下降，然后施加负载可以逐步降低。
在意外迅速减小并随后增大之后，逐步降低电机b1310上的施加负载允许了闭式循环发动机b1110逐渐斜坡下降。有利地，这允许相对缓慢的瞬态响应闭式循环发动机b1110逐渐停止操作的平滑转变。此外，逐渐使闭式循环发动机b1110斜坡下降可以减少系统的振动并延长发电系统b1000的部件的有效使用寿命，以及其它益处。
进一步地，作为制动系统的补充或替代，发电系统b1000可以包括防止活塞组件b1120碰撞活塞本体b1116的壁的系统。例如，图5.1.24提供了示例防撞系统b1550的示意图。对于该实施例，活塞组件b1120具有经由连接构件b1126可操作地联接的两个相对的活塞b1122、b1124。相对的活塞b1122、b1124设置在相应的活塞本体b1116内。电机b1310与活塞组件b1120可操作地联接。具体地，电机b1310包括静止的定子b1324和与活塞组件b1120的连接构件b1126可操作地联接的动态构件b1322。动态部件b1322可以与活塞组件b1120一起移动。如图5.1.24中进一步描绘的，防撞系统b1550包括与活塞本体b1116机械联接的缓冲器b1552。多个弹簧b1554可以将缓冲器b1552与它们相应的活塞本体b1116机械地联接。如果活塞组件b1120的振幅移动到预选操作范围之外，则电机b1310的动态构件b1322可以碰撞或接合一对缓冲器b1552，从而防止活塞组件b1120碰撞活塞本体b1116之一的壁。因此，防撞系统b1550起到故障保护的作用并防止对活塞组件b1120、活塞本体b1116和/或电机b1310的损坏。
在一些实施例中，发电系统b1000的控制系统b1500被可操作地构造成防止电机b1310过热。在这些实施例中，再次参考图5.1.2，在发电系统b1000的操作期间，特别是在充电模式下，一个或多个控制器b1510可以监测电机b1310的温度。特别地，一个或多个控制器b1510可以接收指示与电机b1310相关联的一个或多个操作参数的数据。例如，作为数据的一部分被接收到的一个或多个操作参数可以包括电机b1310的温度。可以从电机b1310传感器接收数据，电机b1310传感器能够操作以检测或测量电机b1310处的温度。
接下来，一个或多个控制器b1510可以确定电机b1310的温度是否在预选操作范围内。例如，一个或多个控制器b1510可以确定电机b1310的温度是否超出(例如，高于)预定温度阈值。如果一个或多个控制器b1510确定电机b1310的温度超出预定温度阈值，则一个或多个控制器b1510可以确定指示用于使电机b1310的温度返回低于预定温度阈值的指令的控制命令。然后，可以将控制命令提供给系统的一个或多个可控装置b1534，例如本文中所述的任何可控装置b1534。然后，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令，例如，以将电机b1310的温度驱动或返回到低于预定温度阈值。作为一个示例，当可控装置b1534进行控制动作以执行控制命令时，可控装置b1534进行的控制动作可以使得活塞组件b1120减小速度或振幅达预定时间，例如，直到电机b1310的温度降至预定温度阈值以下。作为又一个示例，当可控装置b1534进行控制动作以执行控制命令时，可控装置b1534进行的控制动作可以使得电机b1310上的负载减小达预定时间，例如，直到电机b1310的温度降至预定温度阈值以下。
在一些实施例中，发电系统b1000的控制系统b1500被可操作地构造成防止与电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的过充电。在这种实施例中，在发电系统b1000的操作期间，特别是在充电模式下，一个或多个控制器b1510可以监测与电机b1310连通的一个或多个能量存储装置b1312的负载状态。特别地，一个或多个控制器b1510可以接收指示一个或多个能量存储装置b1312的充电状态和/或充电接受速率的数据。可以从与一个或多个能量存储装置b1312相关联的一个或多个传感器接收数据。例如，可以连续地监测或以预定间隔监测能量存储装置的负载状态。
在一些实施例中，一个或多个控制器b1510然后可以确定能量存储装置b1312的充电状态是否在预选操作范围内。例如，一个或多个控制器b1510可以确定能量存储装置b1312的充电状态是否超出(例如，高于)预定充电阈值或容量。如果一个或多个控制器b1510确定充电状态超出预定充电阈值，则一个或多个控制器b1510可以确定指示用于停止充电操作的指令的控制命令。然后，可以将控制命令提供给系统的一个或多个可控装置b1534，例如本文中所述的任何可控装置b1534。然后，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令，例如，以停止充电操作。
在一些实施例中，在接收数据之后，一个或多个控制器b1510可以确定能量存储装置b1312的充电接受速率是否在预选操作范围内。例如，一个或多个控制器b1510可以确定能量存储装置b1312的充电接受速率是否超出(例如，低于)预定最小充电速率阈值。如果一个或多个控制器b1510确定充电接受速率超过预定最小充电速率阈值，则一个或多个控制器b1510可以确定指示用于停止充电操作的指令的控制命令。然后，可以将控制命令提供给系统的一个或多个可控装置b1534，例如本文中所述的任何可控装置b1534。然后，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令，例如，以停止充电操作。
第5.1.7章——发电系统模式转变
发电系统b1000可以以以下示例方式从空闲模式转变到充电模式。图5.1.25提供了根据本公开的示例方面的描绘当系统从空闲模式转变到充电模式时随时间变化的电机b1310上的施加负载以及燃料输入的图表。如图所示，发电系统b1000最初在空闲模式下操作。为了从空闲模式转变到充电模式，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以使电机b1310上的施加负载以阶梯式方式增大，例如，如图5.1.25所示。通过逐步增大电机b1310上的施加负载，闭式循环发动机b1110可以逐渐斜坡上升。特别地，对于施加负载的每一逐步提高，燃料输入逐渐地斜坡上升或线性地增大，直到施加负载阶梯的上升被满足为止。一旦满足施加负载阶梯的上升，燃料输入在一段时间内趋向平稳或变得恒定。当燃料输入与施加负载阶梯的上升相匹配时，一个或多个控制器b1510使施加负载再次逐步提高，并且燃料输入再次以线性方式逐渐斜坡上升或增大，直到再次满足施加负载阶梯的上升。当在电机b1310上的施加负载达到预选充电模式负载时，燃料输入斜坡上升以满足预选充电模式负载，此后在充电模式期间趋向平稳。如图5.1.25所示，施加负载可以首先逐步提高，然后燃料输入可以斜坡上升。然而，在其它实施例中，燃料输入可以首先斜坡上升，然后施加负载可以逐步提高。
当从空闲模式转变到充电模式时，逐步提高电机b1310上的施加负载允许闭式循环发动机b1110逐渐斜坡上升。有利地，这允许相对缓慢的瞬态响应闭式循环发动机b1110与相对快速的瞬态响应电机b1310同步的平滑转变。此外，当从空闲模式转变到充电模式时，使输入闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量逐渐斜坡上升允许活塞组件b1120更紧密地匹配其相关联的电机b1310的振幅、相位和频率，这可以减少系统的振动并延长发电系统b1000的部件的有效使用寿命，以及其它益处。
发电系统b1000可以以以下示例方式从充电模式转变到空闲模式。图5.1.26提供了根据本公开的示例性方面的描绘当系统从充电模式转变到空闲模式时随时间变化的电机b1310上的施加负载以及燃料输入的图表。如图所示，发电系统b1000最初以充电模式操作。为了从充电模式转变到空闲模式，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以使电机b1310上的施加负载以阶梯式的方式减小，例如，如图5.1.26所示。通过逐步降低电机b1310上的施加负载，闭式循环发动机b1110可以逐渐斜坡下降。特别地，对于施加负载的每一逐步降低，燃料输入逐渐斜坡下降或线性减小，直到满足施加负载阶梯的上升减小。一旦满足施加负载阶梯的上升减小，燃料输入在一段时间内趋向平稳或变得恒定。当燃料输入与施加负载阶梯的上升减小相匹配时，一个或多个控制器b1510使施加负载再次逐步降低，并且燃料输入再次以线性方式逐渐斜坡下降或减小，直到再次满足施加负载阶梯的上升减小。当在电机b1310上的施加负载达到预选空闲模式负载(即，零(0)或基本零(0)的负载)时，燃料输入斜坡下降以满足预选空闲模式负载，此后在空闲模式期间趋向平稳。如图5.1.26所示，施加负载可以首先逐步降低，然后燃料输入可以斜坡下降。然而，在其它实施例中，燃料输入可以首先斜坡下降，然后施加负载可以逐步降低。
当从充电模式转变到空闲模式时，逐步降低电机b1310上的施加负载允许闭式循环发动机b1110逐渐斜坡下降。有利地，这允许在充电模式和空闲模式之间的转变阶段期间，相对缓慢的瞬态响应闭式循环发动机b1110与相对快速的瞬态响应电机b1310同步的平稳转变。此外，当从充电模式转变到空闲模式时，逐渐斜坡下降输入到闭式循环发动机b1110的热侧b1112的热量允许活塞组件b1120更紧密地匹配其相关联的电机b1310的振幅、相位和频率，这可以减少系统的振动并延长发电系统b1000的部件的有效使用寿命以及其它益处。
第5.1.8章——热泵系统概述
图5.1.27提供了根据本公开的一个方面的热泵系统b1600的示意图。大体上，热泵系统b1600被构造成加热和/或冷却环境、密封的体积、另一个系统、其它装置、它们的一些组合等。例如，在一些示例实施例中，热泵系统b1600可以用作制冷机。热泵系统b1600也可用于其它合适的应用。
如图所示，热泵系统b1600包括一个或多个电机b1310和一个或多个闭式循环发动机b1110。每个电机b1310可以与一个闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120可操作地联接。例如，如图5.1.27所示，电机b1310被示出为与闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120可操作地联接。一个或多个闭式循环发动机b1110可以是本文描述的闭式循环发动机b1110中的任何一个。电机b1310可用作电动马达，以在其相应的活塞本体b1116内驱动地移动活塞组件b1120。特别地，可以(例如从任何合适的电源)向电机b1310提供电力。当向电机b1310提供电力时，电机b1310可驱动地在其相应活塞本体b1116内移动活塞组件b1120。
在驱动地移动活塞组件b1120的过程中，造成温差ΔT。具体地，通过驱动地移动活塞组件b1120，在发动机的热侧b1112与冷侧b1114之间造成温差ΔT。在操作期间，热侧b1112比冷侧b1114更热或者比冷侧b1114处于更高的温度。在一些实施例中，热侧b1112可以比周围温度更热。在还有的其他实施例中，热侧b1112可以是周围温度，并且冷侧b1114可以比周围温度更冷。热侧b1112可以放出热量，其可用于加热应用。如图5.1.27所示，热侧b1112与热系统b1610流体连通。相对冷的流体可以离开热系统b1610，并且可以由闭式循环发动机b1110的热侧b1112加热，或者更广泛地，由发动机b1110产生的热量加热。相对温热的流体然后可以经过热系统b1610以向其提供加热。因此，热量可以从热侧b1112去除并提供给热系统b1610。热系统b1610可以是能够操作以接收热量或热能的任何合适的系统。另一方面，冷侧b1114可以吸收或接收热量，其可用于冷却应用，例如低温冷却应用。例如，如图5.1.27所示，冷侧b1114与热系统b1612流体连通。相对温热的流体可以离开热系统b1612并且可以由闭式循环发动机b1110的冷侧b1114冷却。相对冷的流体然后可以经过热系统b1612以向其提供冷却。
如图5.1.27所示，热泵系统b1600包括用于控制热泵系统b1600的各个方面的控制系统b1500，包括控制闭式循环发动机b1110和可操作地联接到其的一个或多个电机b1310。控制系统b1500可以包括一个或多个控制装置，诸如可以监测和控制热泵系统b1600的各个方面的传感器、控制器、处理器、可控装置等。例如，热泵系统b1600的控制系统b1500可以包括上面参考发电系统b1000描述的任何控制装置。
热泵系统b1600可以通过控制系统b1500以与发电系统b1000通过其相关联的控制系统b1500而被控制相同或相似的方式来被控制。特别地，热泵系统b1600的控制系统b1500可以如下所述地被控制。
控制系统b1500可以以以下示例方式初始化热泵系统b1600。控制系统b1500可以首先确定与闭式循环发动机b1110流体连通的热系统是否需要加热和/或冷却。例如，一个或多个热系统b1610可以与闭式循环发动机b1110的热侧b1112流体连通，和/或一个或多个热系统b1612可以与闭式循环发动机b1110的冷侧b1114流体连通，例如，如图5.1.27所示。更具体地，上述热系统b1610、b1612可以与热侧b1112和/或冷侧b1114处于热交换关系，例如，使得流体可以被热侧b1112加温并提供给与热侧b1112流体连通的热系统b1610或系统，和/或使得流体可以被冷侧b1114冷却并提供给与闭式循环发动机b1110的冷侧b1114流体连通的热系统b1612或系统。如果一个、一些或全部热系统需要加热/冷却，则控制系统b1500，或更具体地，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以初始化热泵系统b1600。在一些实施例中，响应于热需求，控制器b1510被构造成使得电机改变活塞组件的振幅，这最终改变闭式循环发动机b1110的热输出。
在一些实施例中，在初始化热泵系统b1600时，控制系统b1500可以例如以上述方式将闭式循环发动机b1110的一个或多个活塞组件b1120移动到它们相应的预选起始位置。例如，与活塞组件b1120可操作地联接的电机b1310可以将活塞组件b1120电凸轮驱动或移动到它们相应的预选起始位置。进一步地，在初始化热泵系统b1600的过程中，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以将运动轮廓分配给一个或多个电机b1310。这样，当向一个或多个电机b1310提供电力时，电机b1310可以根据分配的运动轮廓移动。一个或多个控制器b1510可以以任何合适的方式，例如以本文描述的任何方式，将运动轮廓分配给一个或多个电机b1310。
在活塞组件b1120处于其相应的预选起始位置并且运动轮廓被分配给电机b1310的情况下，控制系统b1500可以开始活塞组件b1120的运动。例如，可以向电机b1310提供电力。供应或提供给电机b1310的电力可以至少部分地基于所分配的运动轮廓。当电机b1310被提供有电力时，电机b1310驱动地马达驱动活塞组件b1120，使得活塞组件b1120在闭式循环发动机b1110的其相应的活塞本体b1116内移动。当活塞组件b1120在其相应的活塞本体b1116内移动时，例如由于活塞本体b1116内的工作流体的膨胀和压缩而造成温差ΔT。一旦造成预定温差ΔT，热泵系统b1600就被初始化。
在热泵系统b1600的正常操作期间，与其中电机b1310停止马达驱动并切换到发电机以生成电力的发电系统b1000相反，电机b1310继续马达驱动活塞组件b1120。在正常模式下，控制系统b1500可以以与发电系统b1000通过其相关联的控制系统b1500而被控制相同或类似的方式来控制热泵系统b1600。例如，热泵系统b1600的控制系统b1500的一个或多个控制器b1510可以设置操作参数设定点。例如，操作参数设定点可以指示与活塞组件b1120相关联的活塞运动特性的目标值。例如，活塞运动特性可以是活塞位置、速度、振幅、相位和/或频率。在其他实施例中，操作参数设定点可以指示与电机b1310相关联的特性的目标值。例如，与电机b1310相关联的特性可以是通过电机b1310的电流、电机b1310处的电压和/或与电机b1310相关联的一些其他特性。此外，在一些实施例中，操作参数设定点可以指示与闭式循环发动机b1110的温度输入或输出相关联的目标值。例如，目标值可以是闭式循环发动机b1110的热侧b1112处的目标温度和/或冷侧b1114处的目标值。
另外，在热泵系统b1600的正常操作期间，一个或多个控制器b1510可以接收指示与闭式循环发动机b1110和电机b1310中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据。操作参数可以是本文描述的任何操作参数。一个或多个控制器b1510可以从本文描述的任何传感器接收数据。
在接收到数据的情况下，控制系统b1500的一个或多个控制器b1510至少部分地基于接收到的数据来确定控制命令。控制命令可以指示用于调节热泵系统b1600的输出的指令。特别地，控制命令可以指示用于可控装置b1534进行最终改变热泵系统b1600的输出(例如，热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT的变化)的控制动作的指令。因此，一旦一个或多个控制器b1510确定控制命令，该控制命令可以被提供给热泵系统b1600的一个或多个可控装置b1534。这样，可控装置b1534可以进行控制动作以执行控制命令。作为一个示例，控制命令可以指示用于改变提供给电机b1310的电力量的指令。能够操作以改变到电机b1310的电力量的可控装置b1534可以使得提供给电机b1310的电力量改变。通过改变到电机b1310的电力量，可以通过电机b1310转换为机械能的电能的量被改变，因此，闭式循环发动机b1110的热侧b1112与冷侧b1114之间的温差ΔT也被改变。因此，最终改变热泵系统b1600的热输入或热输出。
另外，热泵系统b1600可以包括一个或多个故障事件系统和/或用于防止系统的故障事件的控制逻辑。例如，在一些实施例中，所谓的机器与电气制动系统b1320连通，电气制动系统b1320被可操作地构造成在操作期间例如保护电机b1310免受包括电流和电压尖峰的电瞬态的影响。电气制动系统b1320还可以被构造成在电力迅速和意外地减小的情况下在电机b1310上施加负载。这样，闭式循环发动机b1110不会超速。也就是说，电气制动系统b1320可以在功率损耗的情况下几乎瞬间地在电机b1310上施加负载，使得闭式循环发动机b1110的活塞组件b1120的振幅不增大，使得活塞组件b1120碰撞活塞本体b1116的壁。在其他实施例中，热泵系统b1600可以包括机械制动系统b1400，该机械制动系统b1400能够操作以在功率损耗或电力的一些其他迅速变化的情况下在电机b1310上施加反向扭矩或负载。在迅速意外的电力变化的情况下，电气制动系统b1320和/或机械制动系统b1400可以以阶梯式的方式在电机b1310上施加负载，以便允许活塞组件b1120斜坡下降。此外，闭式循环发动机b1110可以包括用于防止活塞组件b1120和/或电机b1310的动态构件b1322碰撞活塞本体b1116的一个或多个壁的机械防撞系统。
第5.1.9章——计算系统
图5.1.28提供了根据本公开的示例实施例的示例计算系统。本文描述的一个或多个控制器、计算装置或其他控制装置可以包括各种部件并且进行以下描述的计算系统b2000的一个或多个计算装置的各种功能。
如图5.1.28所示，计算系统b2000可以包括一个或多个计算装置b2002。计算装置b2002可以包括一个或多个处理器b2004和一个或多个存储器装置b2006。一个或多个处理器b2004可以包括任何合适的处理装置，诸如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置b2006可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非瞬时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其他存储器装置。
一个或多个存储器装置b2006可以存储能够由一个或多个处理器b2004访问的信息，包括可以由一个或多个处理器b2004执行的计算机可读指令b2008。指令b2008可以是在由一个或多个处理器b2004执行时使得一个或多个处理器b2004进行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令b2008可以由一个或多个处理器b2004执行以使得一个或多个处理器b2004进行操作，诸如计算系统b2000和/或计算装置b2002被构造用于的任何操作和功能，诸如例如用于控制发电系统的某些方面和/或控制如本文所述的一个或多个闭式循环发动机的操作。例如，本文描述的方法可以全部或部分地由计算系统b2000实现。因此，该方法可以至少部分地是计算机实现的方法，使得该方法的至少一些步骤由一个或多个计算装置(诸如计算系统b2000的示例性计算装置b2002)进行。指令b2008可以是以任何合适的编程语言编写的软件，或者可以在硬件中实现。另外和/或替代地，指令b2008可以在处理器b2004上以逻辑和/或虚拟分开的线程执行。存储器装置b2006可以进一步存储能够由处理器b2004访问的数据b2010。例如，数据b2010可以包括模型、数据库等。
计算装置b2002还可以包括网络接口b2012，网络接口b2012用于例如与系统的其他部件(例如，经由网络)通信。网络接口b2012可以包括用于与一个或多个网络接口的任何适当部件，包括例如发射机、接收机、端口、控制器b1510、天线和/或其他适当的部件。一个或多个可控装置b1534和其他控制器b1510可以被构造成从计算装置b2002接收一个或多个命令或数据，或者向计算装置b2002提供一个或多个命令或数据。
本文讨论的技术参考基于计算机的系统和由基于计算机的系统所采取的行动以及发送到基于计算机的系统和从基于计算机的系统发送的信息。本领域普通技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许各种可能的构造、组合以及在部件之间和部件之中的任务和功能的划分。例如，本文讨论的过程可以使用组合工作的单个计算装置或多个计算装置来实现。数据库、存储器、指令和应用可以在单个系统上实现或分布在多个系统上。分布式部件可以顺序地或并行地操作。
虽然可以在一些附图中而不是在其他附图中示出各种实施例的具体特征，但这仅仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可以与任何其他附图的任何特征组合参考和/或要求保护。
该书面描述使用示例来描述当前公开的主题，包括最佳模式，并且还提供本领域技术人员实践该主题，包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何结合的方法。本公开主题的可申请专利的范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果它们包括与权利要求书的文字语言不存在差异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的文字语言不存在显著差异的等效结构元件，则这种其他示例旨在在权利要求书的范围内。
例如，本发明的各方面由以下条款的主题提供，除非基于条款的逻辑或上下文和/或相关附图和说明另有规定，否则所述主题旨在涵盖全部合适的组合：
1.一种系统，包括：闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在所述活塞本体内移动的活塞组件；电机，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，其中，当所述活塞组件在所述活塞室内移动时，所述电机能够操作以生成电力；以及控制系统。所述控制系统包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器能够操作以检测能够在所述活塞本体内移动的所述活塞组件的活塞移动特性；可控装置；以及控制器，所述控制器与所述一个或多个传感器和所述可控装置通信地联接。所述控制器被构造成：至少部分地基于从所述一个或多个传感器接收到的数据来确定控制命令，至少部分地基于使与所述活塞组件可操作地联接的所述电机生成预选电力输出来选择所述控制命令；以及将确定的所述控制命令提供给所述可控装置，所述可控装置能够操作以控制对设置在所述活塞本体内的发动机工作流体的输入，其中所述发动机工作流体的膨胀和收缩使得所述活塞组件在所述活塞本体内移动。
2.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电机包括动态构件，所述动态构件可操作地连接到所述活塞组件，以及定子组件，所述定子组件包围所述动态构件，其中所述电机与所述活塞组件可操作地联接，从而当所述活塞组件在所述活塞室内移动时生成电力。
3.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件具有经由连接构件可操作地联接的两个相对的活塞，并且其中所述动态构件与所述活塞组件的所述连接构件连接。
4.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件具有经由连接构件可操作地联接的两个相对的活塞，并且其中所述系统相对于所述活塞组件的横向延伸部各自限定了外端和内端，其中所述外端限定了所述系统的横向远端，并且所述内端限定了所述系统的横向内侧位置，并且其中所述电机被定位在所述活塞组件的所述活塞之间的所述内端处。
5.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述闭式循环发动机的所述热侧被定位在所述外端处或靠近所述外端，并且其中所述闭式循环发动机的冷侧被定位在所述内端处或靠近所述内端。
6.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，所述系统包括加热器本体，所述加热器本体被构造成产生加热工作流体，其中所述加热器本体被定位在所述闭式循环发动机的所述热侧处或靠近所述闭式循环发动机的所述热侧，并且其中所述电机被定位在所述闭式循环发动机的所述冷侧处或靠近所述闭式循环发动机的所述冷侧。
7.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，所述系统包括冷侧热交换器，所述冷侧热交换器被定位成与所述闭式循环发动机的所述冷侧处于热交换关系，并被构造成从所述冷侧去除热量。
8.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，所述系统包括能量存储装置，所述能量存储装置与所述电机连通，其中与所述电机通信的所述能量存储装置能够操作以从所述电机接收电力或向所述电机提供电力。
9.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从所述一个或多个传感器接收到的所述数据指示所述能量存储装置的负载状态，并且其中所述控制命令至少部分地基于所述能量存储装置的所述负载状态来确定，并且其中所述能量存储装置的所述负载状态指示所述能量存储装置的充电状态或充电接受速率中的至少一个。
10.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述控制器被构造成确定所述能量存储装置的所述充电状态是否超出了预定充电阈值；如果所述能量存储装置的所述充电状态超出了所述预定充电阈值，则确定指示用于停止充电操作的指令的控制命令；以及向所述可控装置提供所述控制命令，其中所述控制命令指示用于使所述可控装置停止所述能量存储装置的充电操作的指令。
11.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述控制器被构造成确定所述能量存储装置的所述充电接受速率是否在预选操作范围内；确定所述能量存储装置的所述充电接受速率是否超出预定最小充电速率阈值；如果所述能量存储装置的所述充电接受速率超出了所述预定最小充电速率阈值，则确定指示用于停止充电操作的指令的控制命令；以及向所述可控装置提供所述控制命令，其中所述控制命令指示用于使所述可控装置停止对能量存储装置的充电操作的指令。
12.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从所述一个或多个传感器接收到的所述数据指示与所述电机相关联的一个或多个操作参数，并且其中作为所述数据的一部分被接收到的与所述电机相关联的所述一个或多个操作参数包括所述电机的温度，并且进一步其中，所述控制器被构造成：确定所述电机的所述温度是否在预选操作范围内；确定所述电机的所述温度是否超出了预定温度阈值；如果所述电机的所述温度超出了所述预定温度阈值，则确定指示用于将所述电机的所述温度返回到所述预定温度阈值以下的指令的控制命令；以及向所述可控装置提供所述控制命令，其中所述控制命令指示用于使所述可控装置将所述电机的所述温度返回到所述预定温度阈值以下的指令。
13.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中指示用于使所述电机的所述温度返回到所述预定温度阈值以下的指令的所述控制命令指示用于使一个或多个所述活塞组件的振幅减小或使所述电机上的负载减少达预定时间的指令。
14.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中作为所述数据的一部分被接收到的与所述电机相关联的所述一个或多个操作参数包括所述电机处的电流和电压中的至少一个，并且其中，所述控制器被构造成确定所述电流是否在预选操作范围外；确定所述电流是否已经超出了预定阈值；以及如果所述电流已经超出了所述预定阈值，则确定指示用于使所述电流返回到所述预选操作范围内的指令的控制命令。
15.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述控制器被构造成确定所述电压和/或所述电流是否已经以预定速率和预定量减小；以及如果所述电压和/或所述电流已经以所述预定速率和所述预定量减小，则确定指示用于在所述电机上施加基本上瞬时的负载的指令的控制命令。
16.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述控制器被构造成设定操作参数设定点；接收指示与所述闭式循环发动机和所述电机中至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据；以及至少部分地基于接收到的指示所述一个或多个操作参数的所述数据和所述操作参数设定点来确定所述控制命令，所述控制命令指示用于引起所述系统的输出变化的指令。
17.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述操作参数设定点指示与所述电机相关联的操作参数，并且其中，所述操作参数指示由所述电机生成或在所述电机处生成的目标电流、目标电压或两者。
18.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述操作参数设定点指示与所述闭式循环发动机相关联的操作参数，并且其中与所述闭式循环发动机相关联的所述操作参数设定点指示在所述活塞本体内的位置或与所述活塞本体流体连接的位置处的目标压力或在所述活塞本体内的位置或与所述活塞本体流体连接的位置处的目标温度中的一个或多个。
19.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述操作参数设定点指示与所述闭式循环发动机相关联的操作参数，并且其中与所述闭式循环发动机相关联的所述操作参数设定点指示与所述活塞组件的移动相关联的操作参数，并且其中与所述活塞组件的移动相关联的所述操作参数是所述活塞组件的目标速度、所述活塞组件的目标振幅、所述或活塞组件在沿所述活塞组件的冲程的某个点处的目标位置中的一个或多个。
20.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，所述系统包括充电控制器，所述充电控制器与所述电机和所述能量存储装置连通。
21.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，包括与所述充电控制器连通的电气制动系统。
22.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中指示用于使所述电流返回所述预选操作范围内的指令的所述控制命令指示对所述充电控制器的指令，以使所述电气制动系统在所述电机上施加电气负载。
23.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中指示用于使所述电流返回所述预选操作范围内的指令的所述控制命令指示对所述充电控制器的指令，以使所述电气制动系统在所述电机上施加基本上瞬时的电气负载。
24.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中用于在所述电机上施加所述基本上瞬时的负载的所述控制命令包括用于所述充电控制器以使所述电气制动系统在所述电机上施加所述基本上瞬时的负载的指令。
25.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中用于在所述电机上施加所述基本上瞬时的负载的所述控制命令包括用于所述充电控制器以使电气制动系统在所述电机上施加所述基本上瞬时的负载的指令，使得在所述控制器确定所述电压和/或所述电流已经以预定速率和预定量减小之前，将活塞组件的振幅维持在活塞的振幅的预选范围内。
26.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在将基本上瞬时的负载施加在所述电机上之后，所述控制器进一步被构造成使所述基本上瞬时的负载逐步降低到预选施加负载。
27.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在电机上将施加负载逐步降低到预选施加负载期间，确定所述控制命令，使得活塞组件的振幅随着时间而斜坡下降。
28.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括活塞移动传感器，并且其中从活塞移动传感器接收到的数据指示活塞组件的振幅和位置。
29.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器进一步被构造成至少部分地基于活塞组件在沿着活塞组件的冲程的指定点处的振幅和位置来确定活塞是否在预选操作范围之外。
30.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果所述活塞在所述预选操作范围之外，则所述控制器被构造成确定指示用于使所述活塞朝所述预选操作范围返回的指令的控制命令。
31.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述控制器进一步被构造成向可控装置提供控制命令。
32.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件具有经由连接构件可操作地联接的两个相对的活塞。
33.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中相对的活塞设置在由活塞本体限定的相应活塞室内。
34.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电机具有定子和与活塞组件的连接构件可操作地联接的动态构件，动态构件能够与活塞组件一致地移动。
35.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，包括能够操作以防止活塞组件的相对的活塞碰撞活塞本体的防撞系统。
36.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述防撞系统具有与所述活塞本体机械地联接的缓冲器，其中如果所述活塞移动到预选振幅操作范围之外，则所述动态构件能够操作以接合所述缓冲器中的一个。
37.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述防撞系统具有将缓冲器与活塞本体机械地联接的多个弹簧。
38.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述防撞系统具有将缓冲器与活塞本体机械地联接的多个弹簧。
39.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统能够在没有负载施加到电机的空闲模式与负载施加到电机的充电模式之间切换。
40.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在从空闲模式转变到充电模式的过程中，所述控制器被构造成使电机上的负载以阶梯式的方式增大。
41.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在从空闲模式转变到充电模式的过程中，控制器被构造成使得活塞组件的振幅以渐进方式增大。
42.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在从充电模式转变到空闲模式的过程中，控制器被构造成以阶梯式的方式使电机上的负载减小。
43.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在从充电模式转变到空闲模式的过程中，控制器被构造成使得活塞组件的振幅以渐进方式减小。
44.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置是燃料控制装置。
45.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置是沿着加热器回路的进气管路定位的压缩机，压缩机能够操作以改变由沿着压缩机下游的进气管路定位的燃烧器接收到的空气量。
46.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置是与再循环装置可操作地联接的致动器。
47.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中再循环装置在由致动器控制时引起到燃烧器的加热工作流体的质量流的变化。
48.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置是能够操作以改变闭式循环发动机的热侧与冷侧之间的温差的装置。
49.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置能够操作以从闭式循环发动机的冷侧去除更多或更少的热量。
50.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述可控装置是压缩机、泵和/或涡轮，所述压缩机、泵和/或涡轮沿着与闭式循环发动机的冷侧处于热传递关系的冷冻机回路定位。
51.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置能够操作以改变发动机工作流体的压力。
52.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置是沿着流体路径定位的一个或多个压力控制装置，流体路径流体连接闭式循环发动机的活塞本体。
53.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置能够操作以改变闭式循环发动机内的发动机工作流体的分子的数量。
54.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中可控装置是与由活塞外壳限定的活塞室流体连通的蓄能器。
55.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞移动特性是活塞组件沿着活塞组件的冲程在预选点处的位置。
56.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞组件是自由活塞组件。
57.一种用于控制本文中任一项或多项条款所述的系统的方法。
58.一种用于控制系统的方法，所述方法包括至少部分地基于从活塞移动传感器接收到的输入来确定控制命令，所述活塞移动传感器能够操作以检测能够在闭式循环发动机的活塞本体内移动的活塞组件的活塞移动特性，至少部分地基于使与所述活塞组件可操作地联接的所述电机生成预选功率输出来选择所述控制命令；以及将确定的所述控制命令提供给可控装置，所述可控装置能够操作以控制对设置在所述活塞本体内的发动机工作流体的热输入，其中所述发动机工作流体的膨胀和收缩使得所述活塞组件在所述活塞本体内移动。
59.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，包括确定电机和活塞组件在振幅、相位和频率上是否同步。
60.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果所述电机和所述活塞组件在振幅、相位和/或频率上不同步，则所述方法包括确定指示用于调节所述电机和所述活塞组件中的一个的振幅、相位和/或频率的指令的控制命令，从而促使所述电机和所述活塞组件同步。
61.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果电机和活塞组件在振幅、相位和/或频率上不同步，则所述方法包括使得与电机连通的电气制动系统调节电机和活塞组件中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。
62.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中使得与电机连通的电气制动系统调节电机和活塞组件中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个而使得它们变得同步包括确定控制命令，所述控制命令指示用于在电机上施加电气负载的指令，使得电机的振幅、相位和频率与活塞组件的振幅、相位和频率同步。
63.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果所述电机和所述活塞组件在振幅、相位和/或频率上不同步，则所述方法包括使得与所述电机可操作地联接的机械制动系统调节所述电机和所述活塞组件中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。
64.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果电机和活塞组件在振幅、相位和/或频率上不同步，则所述方法包括使得电机以更有效或不太有效的方式操作以调节电机和活塞组件中的至少一个的振幅、相位和/或频率中的至少一个，使得它们变得同步。
65.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，包括由所述控制器初始化所述系统。
66.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由所述控制器初始化所述系统包括由所述控制器接收指示所述一个或多个能量存储装置的负载状态的数据，其中所述负载状态指示与所述电机连通的所述一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率中的至少一个；以及由所述控制器至少部分地基于接收到的指示所述一个或多个能量存储装置的负载状态的数据来确定是否初始化所述系统。
67.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器至少部分地基于一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率来确定是否初始化系统包括：由控制器判定一个或多个能量存储装置的充电状态是否在预定范围内。
68.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果所述一个或多个能量存储装置的预定充电状态在所述预定范围内，则所述控制器初始化所述系统。
69.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电状态不在所述预定范围内，则所述控制器不初始化所述系统。
70.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器至少部分地基于一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率来确定是否初始化系统包括：由控制器判定一个或多个能量存储装置的充电接受速率是否超出预定阈值。
71.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电接受速率没有超出所述预定阈值，则所述控制器初始化所述系统。
72.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电接受速率超出预定阈值，则所述控制器不初始化所述系统。
73.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在由控制器至少部分地基于一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率中的至少一个来确定是否初始化系统的过程中，控制器至少部分地基于一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率两者来确定是否初始化系统。
74.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器将运动轮廓分配给电机的动态构件。
75.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中分配给电机的动态构件的运动轮廓包括用于随时间移动动态构件的指令。
76.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中分配给电机的动态构件的运动轮廓包括X-Y坐标，所述X-Y坐标对应于动态构件随时间移动的位置。
77.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中所述活塞组件是所述闭式循环发动机的多个活塞组件中的一个活塞组件，并且其中所述方法包括由所述控制器指定从所述闭式循环发动机的多个活塞组件中的一个活塞组件中选择出的主活塞组件。
78.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中与指定的主活塞组件可操作地联接的电机是分配了运动轮廓的电机。
79.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中活塞组件是闭式循环发动机的多个活塞组件中的一个活塞组件，并且其中在由控制器分配运动轮廓的过程中，与多个活塞组件的每个活塞组件相关联的电机被分配运动轮廓。
80.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器使电机马达驱动活塞组件。
81.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在由控制器使电机马达驱动活塞组件期间，与电机连通的一个或多个能量存储装置向电机提供电力，以马达驱动活塞组件。
82.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中控制器使电机马达驱动活塞组件达预定初始化时间。
83.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在控制器使电机马达驱动活塞组件达预定初始化时间之后，该方法包括由控制器使电机停止马达驱动活塞组件。
84.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在控制器使电机马达驱动活塞组件达预定初始化时间之后，该方法包括由控制器使电机停止马达驱动活塞组件。
85.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中控制器使电机马达驱动活塞组件，直到活塞组件仅通过由闭式循环发动机提供的热功率而被移动。
86.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在电机的动态构件基本上实现所分配的运动轮廓之后，所述方法包括由控制器命令电机停止马达驱动活塞组件。
87.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器使一个或多个电机马达驱动一个或多个活塞组件，使得一个或多个活塞组件在闭式循环发动机的热侧与冷侧之间移动。
88.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器使一个或多个电机中的至少一个电机驱动地开启与一个或多个电机中的至少一个电机联接的活塞组件。
89.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在驱动地开启与所述一个或多个电机中的至少一个电机联接的活塞组件的过程中，所述一个或多个电机中的至少一个电机沿着所述一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件的仅仅一个冲程，开启所述一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件。
90.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在驱动地开启与一个或多个电机中的至少一个电机联接的活塞组件的过程中，一个或多个电机中的至少一个电机沿着一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件的仅仅一个冲程，开启一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件，并且使得一个或多个活塞组件在电机开启所述一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件之后继续移动。
91.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在由控制器使一个或多个电机中的至少一个电机驱动地开启与一个或多个电机中的至少一个电机联接的活塞组件期间，与电机电连通的一个或多个能量存储装置向其提供电力。
92.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置。
93.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中预选起始位置基本上是活塞组件的冲程的中点。
94.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中预选起始位置基本上是活塞组件的冲程的上死点位置。
95.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中预选起始位置基本上是活塞组件的冲程的下死点位置。
96.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在由控制器使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置的过程中，使一个或多个活塞组件中的全部活塞组件移动到预选起始位置。
97.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在由控制器使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置的过程中，通过电凸轮使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置。
98.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中在由控制器使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置的过程中，通过机械凸轮使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置。
99.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中闭式循环发动机具有多个活塞本体，其中一个或多个活塞组件中的一个活塞组件能够在热侧与冷侧之间移动，并且其中每个活塞本体的热侧与另一个活塞本体的冷侧流体连通，并且其中由控制器使一个或多个活塞组件中的至少一个活塞组件移动到预选起始位置包括：由控制器使一个或多个阀移动到打开位置，使得流体在活塞本体之间流动。
100.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器使热源向闭式循环发动机的热侧施加热量。
101.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中所述热源是燃烧器，并且其中由所述控制器使所述燃烧器向所述闭式循环发动机的热侧施加热量包括：由所述控制器使压缩机将空气沿着加热器回路的进气管路移动到所述燃烧器；以及由控制器使燃料控制装置选择性地允许燃料流向燃烧器，使得燃料和空气能够混合并燃烧以生成热量。
102.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中燃烧器与热侧热交换器流体连通，热侧热交换器沿着燃烧器下游的加热器回路定位，并且与热侧处于热交换关系，用于将热量传给热侧。
103.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中由控制器初始化系统包括由控制器使沿着冷冻机回路定位并且与冷侧处于热交换关系的冷侧热交换器从闭式循环发动机的冷侧去除热量。
104.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中冷冻机回路至少部分地被定位成与加热器回路处于热交换关系。
105.一种方法，包括操作闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有能够在由所述闭式循环发动机的活塞本体限定的活塞室内移动的活塞组件；接收指示电气装置的负载状态的数据，所述电气装置与电机连通，所述电机与所述活塞组件可操作地联接；至少部分地基于所述电气装置的所述负载状态，确定预测所述电机上的负载变化；确定控制命令，所述控制命令指示用于在所述电机上的预测负载变化之前调节所述闭式循环发动机和所述电机中至少一个的输出的指令；以及使所述可控装置至少部分地基于所确定的所述控制命令，在所述电机上的所述预测负载变化之前，调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的所述输出。
106.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中电气装置的负载状态指示电气装置在电机上所需的电力。
107.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中所述电气装置的负载状态包括运行时间指示符，所述运行时间指示符指示所述电气装置预测上线或下线的时间段。
108.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，包括确定预测负载变化是负载增大还是负载减小。
109.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果预测负载变化是负载减小，则确定控制命令，使得向燃烧器的燃料输入斜坡下降以预测负载减小。
110.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果预测负载变化是负载增大，则确定控制命令，使得向燃烧器的燃料输入斜坡上升以预测负载增大。
111.根据本文中任一项或多项条款所述的方法或系统，其中所述电气装置是电力网、能量存储装置或运载器中的一个或多个。
112.根据本文中任一项或多项条款所述的方法或系统，其中闭式循环发动机是再生热力发动机或斯特林发动机中的一个或多个。
113.一种系统，包括闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在所述活塞本体内移动的活塞组件；电机，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，其中，当所述活塞组件在所述活塞室内移动时，所述电机能够操作以生成电力；以及电气装置，所述电气装置与所述电机连通，所述电气装置能够操作以接收来自所述电机的电力；和控制系统，所述控制系统包括一个或多个传感器；可控装置；以及控制器，所述控制器与所述一个或多个传感器和所述可控装置通信地联接，所述控制器被构造成至少部分地基于接收到的指示所述电气装置的负载状态的数据，来确定是否预测所述电气装置上的负载变化；响应于是否预测所述负载变化，确定控制命令，所述控制命令指示用于调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的输出的指令；以及使所述可控装置至少部分地基于所述控制命令来调节所述输出。
114.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中电气装置的负载状态指示电气装置在电机上所需的电力的预测变化和电气装置在电机上所需的电力的预测变化将要发生的预测时间。
115.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电气装置是多个电气装置中的一个电气装置，并且其中所述电气装置的负载状态指示在预定时间段内所述多个电气装置在电机上所需的电力的总预测变化，并且其中至少部分地基于在所述预定时间段内所述多个电气装置在电机上所需的电力的总预测变化来确定所述控制命令。
116.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电气装置包括一个或多个能量存储装置，并且其中所述电气装置的负载状态包括运行时间指示符，所述运行时间指示符指示所述电气装置预测上线或下线的时间段。
117.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成确定预测负载变化是负载增大还是负载减小。
118.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果预测负载变化是负载减小，则确定控制命令，使得向闭式循环发动机的燃料输入斜坡下降以预测负载减小。
119.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果预测负载变化是负载增大，则确定控制命令，使得向闭式循环发动机的燃料输入斜坡上升以预测负载增大。
120.一种方法，包括操作闭式循环发动机，闭式循环发动机具有能够在由所述闭式循环发动机的活塞本体限定的活塞室内移动的活塞组件；接收指示电气装置的负载状态的数据，所述电气装置与电机连通，所述电机与所述活塞组件可操作地联接；至少部分地基于所述电气装置的所述负载状态，确定预测所述电机上的负载变化；确定控制命令，所述控制命令指示用于在所述电机上的预测负载变化之前调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的输出的指令；以及使所述可控装置至少部分地基于所确定的所述控制命令，在所述电机上的所述预测负载变化之前，调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的所述输出。
121.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中电气装置的负载状态指示电装置在电机上所需的电力。
122.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中所述电气装置的负载状态包括运行时间指示符，所述运行时间指示符指示所述电气装置预测上线或下线的时间段。
123.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，包括确定预测负载变化是负载增大还是负载减小。
124.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果预测负载变化是负载减小，则确定控制命令，使得向闭式循环发动机的燃烧器的燃料输入斜坡下降以预测负载减小。
125.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中如果预测负载变化是负载增大，则确定控制命令，使得向闭式循环发动机的燃烧器的燃料输入斜坡上升以预测负载增大。
126.根据本文中任一项或多项条款所述的方法，其中可控装置是燃料控制装置。
127.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，当由控制器的一个或多个处理器执行时，所述计算机可执行指令使得控制器执行本文中任一项或多项条款所述的方法的步骤。
128.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，当由控制器的一个或多个处理器执行时，所述计算机可执行指令使得控制器在本文中任一项或多项条款所述的系统处执行本文中任一项或多项条款所述的方法的步骤。
129.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括计算机可执行指令，当由控制器的一个或多个处理器执行时，所述计算机可执行指令使所述控制器在闭式循环发动机的热侧与冷侧之间造成温差，所述闭式循环发动机具有能够在由所述闭式循环发动机的活塞本体限定的活塞室内移动的活塞组件，所述活塞组件至少部分地基于所述温差而移动；接收指示电气装置的负载状态的数据，所述电气装置与电机连通，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，当所述活塞组件在所述活塞室内移动时，所述电机能够操作以生成电力；至少部分地基于所述电气装置的所述负载状态，确定是否预测所述电机上的负载变化；确定控制命令，所述控制命令指示用于在所述电机上的预测负载变化之前或同时调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的输出的指令；以及使所述可控装置至少部分地基于确定的所述控制命令，在所述电机上的所述预测负载变化之前或同时，调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的所述输出。
130.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述操作参数设定点由所述控制器至少部分地基于所选择的控制方案来设置。
131.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所选择的控制方案是效率控制方案。
132.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中效率控制方案优化系统的效率。
133.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点可以被设定为寻求使系统的效率最大化的目标函数。
134.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所选择的控制方案是成本控制方案。
135.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中成本控制方案优化系统的成本。
136.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点可以被设定为寻求使系统的成本最小化的目标函数。
137.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所选择的控制方案是成本功率比控制方案。
138.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点可以被设定为寻求使系统的成本功率比最小化的目标函数。
139.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所选择的控制方案是功率输出控制方案。
140.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点被设定为目标电力输出。
141.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点被设定为目标活塞移动特性。
142.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中目标活塞移动特性是活塞组件的振幅。
143.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中目标活塞移动特性是活塞组件的速度。
144.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞组件的速度是活塞组件的最大线速度。
145.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞组件的速度是活塞组件在沿着活塞组件的冲程的预选位置处的速度。
146.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞组件的速度和电机的电力输出具有一对一关系。
147.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成至少部分地基于设定为操作参数设定点的活塞组件的速度来确定燃料输入。
148.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中目标活塞移动特性是活塞组件的频率。
149.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中目标活塞移动特性是活塞组件的相位。
150.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成改变操作参数设定点。
151.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，包括与电机连通的能量存储装置。
152.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成至少部分地基于与电机连通的能量存储装置的负载状态来自动地改变操作参数设定点。
153.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成从与能量存储装置相关联的一个或多个传感器接收指示能量存储装置的负载状态的数据。
154.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成至少部分地基于所接收到的数据来确定能量存储装置的负载状态。
155.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中负载状态描述能量存储装置的充电状态。
156.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中当能量存储装置的充电状态达到预定电量时，控制器被构造成改变操作参数设定点。
157.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点被设定为活塞振幅和活塞速度中的一个，并且其中当能量存储装置的充电状态达到预定电量时，控制器被构造成改变操作参数设定点。
158.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在能量存储装置的充电时间内多次改变操作参数设定点。
159.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点以阶梯式的方式改变。
160.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点以斜坡式的方式改变。
161.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统是与所述能量存储装置连通的多个系统中的一个。
162.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个系统中的每一个系统与充电控制器连通。
163.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中当所述能量存储装置的充电状态达到预定电量时，所述控制器被构造成关闭所述多个系统中的一个或多个。
164.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件是所述闭式循环发动机的多个活塞组件中的一个活塞组件，并且其中至少两个活塞组件能够彼此独立地移动。
165.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中当能量存储装置的充电状态达到预定电量时，控制器被构造成停止活塞组件之一的操作。
166.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点由控制器至少部分地基于与电机连通的能量存储装置的充电接受速率来改变。
167.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述控制器被构造成从与所述一个或多个能量存储装置相关联的一个或多个传感器接收数据。
168.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成确定与电机连通的能量存储装置的充电接受速率。
169.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成至少部分地基于与电机相关联的一个或多个操作参数来确定能量存储装置的充电速率。
170.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成确定充电速率是否超出能量存储装置的充电接受速率。
171.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果充电速率超出能量存储装置的充电接受速率，则控制器被构造成改变操作参数设定点，使得充电速率朝着能量存储装置的充电接受速率被调节。
172.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果充电速率没有超出能量存储装置的充电接受速率，则控制器被构造成改变操作参数设定点，使得充电速率被调节为更接近于所确定的能量存储装置的充电接受速率。
173.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中操作参数设定点由控制器至少部分地基于电机上的预测负载变化而改变。
174.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成至少部分地基于能量存储装置的负载状态来确定预测负载变化。
175.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中能量存储装置的负载状态指示与电机电连接的能量存储装置的数量。
176.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中能量存储装置的负载状态指示能量存储装置在电机上所需的电力。
177.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中能量存储装置的负载状态指示一个或多个电气负载在能量存储装置上所需的电力。
178.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述能量存储装置的负载状态包括运行时间指示符，所述运行时间指示符指示一个或多个所述电气负载和/或所述能量存储装置预测上线或下线的时间段。
179.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成确定预测负载变化是负载增大还是负载减小。
180.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果预测负载变化是负载减小，则控制器被构造成改变操作参数设定点，使得到燃烧室的燃料输入斜坡下降以预测负载减小。
181.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果预测负载变化是负载增大，则控制器被构造成改变操作参数设定点，使得向燃烧室的燃料输入斜坡上升以预测负载减少。
183.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述一个或多个活塞移动特性包括活塞位置、速度、振幅、频率和/或相位。
184.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所接收到的指示与闭式循环发动机和电机中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据包括通过电机生成的电流或经过的电流。
185.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中接收到的指示与闭式循环发动机和电机中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据包括电机处的电压。
186.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中接收到的指示与闭式循环发动机和电机中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据包括电机处的磁场。
187.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在至少部分地基于所接收到的指示所述一个或多个操作参数的数据来确定所述控制命令的过程中，所述控制器被构造成至少部分地基于所述操作参数设定点和所接收到的操作参数来确定所述控制命令。
188.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在至少部分地基于所接收到的指示所述一个或多个操作参数的数据来确定所述控制命令的过程中，所述控制器被构造成确定所述操作参数设定点与所接收到的操作参数之一之间的差异。
189.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中至少部分地基于操作参数设定点与所接收到的操作参数之一之间的差异来确定控制命令。
190.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在至少部分地基于所接收到的指示所述一个或多个操作参数的数据来确定所述控制命令的过程中，所述控制器被构造成确定所述操作参数设定点与基于所接收到的操作参数之一而确定的计算出的操作参数之间的差异。
191.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制命令至少部分地基于操作参数设定点与计算出的操作参数之间的差异来确定。
192.一种系统，该系统包括闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有活塞本体，所述活塞本体限定活塞室以及热侧和冷侧，所述闭式循环发动机还具有能够在所述活塞室内移动的活塞组件；电机，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，当所述活塞组件至少部分地基于所述热侧与所述冷侧之间的温差而在所述活塞室内移动时，所述电机能够操作以生成电力；电气负载，所述电气负载与所述电机连通，所述电气负载能够操作以接收由所述电机生成的所述电力；以及控制系统，所述控制系统包括一个或多个传感器；可控装置；以及控制器，所述控制器与所述一个或多个传感器和所述可控装置通信地联接，所述控制器被构造成接收指示与所述闭式循环发动机相关联的至少一个操作参数、与所述电机相关联的至少一个操作参数以及与所述电气负载相关联的至少一个操作参数的数据；至少部分地基于接收到的所述数据来确定控制命令，其中当所述控制命令被提供给所述可控装置时，所述控制命令能够操作以引起所述系统的输出的变化；以及向所述可控装置提供所述控制命令。
193.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中与闭式循环发动机相关联的至少一个操作参数指示活塞移动特性。
194.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞移动特性是活塞组件的振幅。
195.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞移动特性是活塞组件的线速度。
196.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞移动特性是活塞组件的相位。
197.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞移动特性是活塞组件的频率。
198.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞移动特性是活塞组件的位置。
199.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中与闭式循环发动机相关联的至少一个操作参数指示活塞组件的振幅和位置。
200.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中与电机相关联的至少一个操作参数指示通过电机的电流。
201.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中与电机相关联的至少一个操作参数指示电机处的电压。
202.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中与电气负载相关联的至少一个操作参数是电气负载的负载状态。
203.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中电气负载的负载状态指示电气负载的充电状态。
204.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中电气负载的负载状态指示电气负载的充电接受速率。
205.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中电气负载的负载状态指示预测的电力需求变化。
206.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中电气负载的负载状态指示电机上的预测负载变化。
207.一种系统，包括闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在所述活塞本体内移动的活塞组件；电机，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，其中所述电机能够操作以在所述活塞本体内移动所述活塞组件，并且其中，当所述电机驱动所述活塞室内的所述活塞组件时，与所述闭式循环发动机热连通的一个或多个热系统能够操作以接收由所述闭式循环发动机生成的热量。
208.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中热侧基本上是周围温度。
209.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述一个或多个热系统与所述闭式循环发动机的热侧流体连通，并且其中所述一个或多个热系统经由闭回路与所述闭式循环发动机的热侧流体连通。
210.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述一个或多个热系统与所述闭式循环发动机的冷侧流体连通，并且其中所述一个或多个热系统经由闭回路与所述闭式循环发动机的冷侧流体连通。
211.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统是热泵系统。
212.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中热泵系统是制冷机。
213.一种系统，包括闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在所述活塞本体内移动的活塞组件；电机，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，其中，当所述活塞组件在所述活塞室内移动时，所述电机能够操作以生成电力；电气装置，所述电气装置与所述电机连通，所述电气装置能够操作以从所述电机接收电力；以及控制系统，所述控制系统包括一个或多个传感器、可控装置、以及与所述一个或多个传感器和所述可控装置通信地联接的控制器。所述控制器被构造成从所述一个或多个传感器接收指示与所述电机连通的所述电气装置的负载状态的数据；至少部分地基于所述电气装置的所述负载状态，确定是否预测所述电机上的负载变化；响应于是否预测所述负载变化，确定控制命令，所述控制命令指示用于调节所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个的输出的指令；以及将确定的所述控制命令提供给所述可控装置。
214.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电气装置是一个或多个能量存储装置，并且其中所述一个或多个能量存储装置的负载状态指示与所述电机电连接的能量存储装置的数量。
215.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中电气装置的负载状态指示电装置在电机上所需的电力。
216.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中能量存储装置的负载状态指示一个或多个电气负载在能量存储装置上所需的电力，其中一个或多个电气负载与一个或多个能量存储装置连通。
217.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电气装置的负载状态包括运行时间指示符，所述运行时间指示符指示所述电气装置预测上线或下线的时间段。
218.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电装置是电力网。
219.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述电装置是电气负载。
220.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器被构造成确定预测负载变化是负载增大还是负载减小。
221.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果预测负载变化是负载减小，则确定控制命令，使得向燃烧室的燃料输入斜坡下降以预测负载减小。
222.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果预测负载变化是负载增大，则确定控制命令，使得向燃烧室的燃料输入斜坡上升以预测负载增大。
223.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述一个或多个能量存储装置的负载状态指示与所述电机电连通的所述一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率中的至少一个，并且其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成至少部分地基于所接收到的指示所述一个或多个能量存储装置的负载状态的数据来确定是否初始化所述系统。
224.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，在至少部分地基于所述一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率来确定是否初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成判定所述一个或多个能量存储装置的充电状态是否在预定范围内。
225.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电状态在所述预定范围内，则所述控制器初始化所述系统。
226.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电状态不在所述预定范围内，则所述控制器不初始化所述系统。
227.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在至少部分地基于所述一个或多个能量存储装置的充电状态和/或充电接受速率来确定是否初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成判定所述一个或多个能量存储装置的充电接受速率是否超出预定阈值。
228.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电接受速率没有超出所述预定阈值，则所述控制器初始化所述系统。
229.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中如果所述一个或多个能量存储装置的充电接受速率超出预定阈值，则所述控制器不初始化所述系统。
230.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在至少部分地基于所述一个或多个能量存储装置的充电状态和充电接受速率中的至少一个来确定是否初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成至少部分地基于所述一个或多个能量存储装置的充231.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器进一步被构造成将运动轮廓分配给所述电机。
232.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中分配给电机的运动轮廓包括用于驱动地移动活塞组件的指令。
233.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中分配给电机的运动轮廓包括用于基于包括活塞组件的相位、频率和振幅中的至少一个的一组运动特性来驱动地移动更多活塞组件的指令。
234.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中分配给电机的运动轮廓包括用于基于包括活塞组件的相位、频率和振幅的一组运动特性来驱动地移动活塞组件的指令。
235.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件是所述闭式循环发动机的多个活塞组件中的一个活塞组件，并且其中所述控制器进一步被构造成指定从所述闭式循环发动机的多个活塞组件中的一个活塞组件中选择出的主活塞组件。
236.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中指定的主活塞组件是一个或多个活塞组件中的至少部分地基于所指定的轮廓由电机驱动地移动的单独的活塞组件。
237.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个活塞组件中的每个活塞组件具有相关联的电机，并且其中在分配所述运动轮廓时，每个所述电机被分配运动轮廓。
238.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器进一步被构造成使得所述一个或多个电机中的至少一个电机至少部分地基于所分配的运动轮廓来马达驱动与所述一个或多个电机中的至少一个电机联接的所述活塞组件。
239.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在至少部分地基于所分配的运动轮廓来马达驱动活塞组件期间，一个或多个能量存储装置向电机提供电力以马达驱动活塞组件。
240.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器使电机马达驱动活塞组件达预定初始化时间。
241.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在所述控制器使所述电机马达驱动所述活塞组件达预定初始化时间之后，所述控制器进一步被构造成命令所述电机停止马达驱动所述活塞组件。
242.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中控制器使电机马达驱动活塞组件，直到一个或多个电机中的至少一个电机基本上实现所分配的运动轮廓。
243.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在电机基本上实现所分配的运动轮廓之后，控制器进一步被构造成命令电机停止马达驱动活塞组件。
244.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器进一步被构造成使所述电机马达驱动所述活塞组件，使得所述活塞组件在所述闭式循环发动机的所述活塞本体内移动。
245.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成使所述电机驱动地开启所述活塞组件。
246.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在驱动地开启活塞组件的过程中，电机沿着活塞组件的预定数量的冲程开启活塞组件。
247.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在驱动地开启活塞组件的过程中，电机沿着活塞组件的预定数量的冲程开启活塞组件，使得活塞组件在电机开启活塞组件之后继续移动。
248.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在驱动地开启活塞组件的过程中，与电机电连通的一个或多个能量存储装置向其提供电力。
249.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化系统的过程中，控制器被构造成使活塞组件移动到预选起始位置。
250.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中预选起始位置基本上是活塞组件的冲程的中点。
251.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中预选起始位置基本上是活塞组件的冲程的上死点位置。
252.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中预选起始位置基本上是活塞组件的冲程的下死点位置。
253.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件是多个活塞组件中的一个活塞组件，并且其中所述控制器被构造成使得所述多个活塞组件中的全部活塞组件移动到预选起始位置。
254.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在使所述一个或多个活塞组件中的所述至少一个活塞组件移动到所述预选起始位置的过程中，所述控制器被构造成使电凸轮将所述一个或多个活塞组件中的所述至少一个活塞组件移动到所述预选起始位置。
255.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在使得活塞组件移动到预选起始位置的过程中，控制器被构造成使得机械凸轮将活塞组件移动到预选起始位置。
256.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述活塞组件是多个活塞组件中的一个活塞组件，并且所述闭式循环发动机具有多个活塞本体，其中所述多个活塞组件能够在所述热侧与所述冷侧之间移动，并且其中每个活塞本体的所述热侧与另一个活塞本体的冷侧流体连通，并且其中所述控制器被构造成使得一个或多个阀移动到打开位置，使得流体在所述活塞本体之间流动。
257.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成使得热源向所述闭式循环发动机的热侧施加热量。
258.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述热源是燃烧器，并且其中在使所述燃烧器向所述闭式循环发动机的热侧施加热量的过程中，所述控制器被构造成使得沿着加热器回路的进气管路定位的压缩机使空气沿着所述进气管路移动到沿着所述进气管路定位在所述压缩机下游的所述燃烧器，并且使燃料控制装置选择性地允许燃料流向燃烧器，使得燃料和空气可以混合并燃烧以生成热量。
259.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中燃烧器与热侧热交换器流体连通，热侧热交换器沿着燃烧器下游的加热器回路定位并且与热侧处于热交换关系，用于将热量传给热侧。
260.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在初始化所述系统的过程中，所述控制器被构造成使得冷冻机工作流体流过冷侧热交换器，所述冷侧热交换器沿着冷冻机回路定位并且与冷侧处于热交换关系，以从闭式循环发动机的冷侧去除热量。
261.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中冷冻机回路至少部分地被定位成与加热器回路处于热交换关系。
262.一种用于能量转换的系统，所述系统包括闭式循环发动机，所述闭式循环发动机包含一定体积的工作流体，所述体积包括膨胀室和压缩室，膨胀室和压缩室各自通过附接到活塞组件的连接构件上的活塞而被分离，并且其中，所述发动机包括从所述膨胀室延伸的多个加热器管道，并且进一步其中，所述发动机包括从所述压缩室延伸的多个冷冻机管道，并且其中，所述膨胀室和加热器管道经由壁式管道与所述压缩室和所述冷冻机管道流体连接。
263.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从连接构件输出的功率与工作流体的压力、工作流体的波及体积和活塞组件的循环频率的乘积的比率大于0.15。
264.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从连接构件输出的功率与工作流体的压力、工作流体的波及体积和活塞组件的循环频率的乘积的比率小于或等于0.35。
265.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括工作流体的最大循环体积与多个加热器管道的体积的比率在3和7之间。
266.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括多个加热器管道的表面面积与多个加热器管道内的工作流体的体积的比率在10和20之间。
267.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个加热器管道的表面面积在与所述膨胀室直接流体连通的第一开口和与所述壁式管道直接流体连通的第二开口之间。
268.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括工作流体的最大循环体积与多个冷冻机管道的体积的比率在3和7之间。
269.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括多个冷冻机管道的表面面积与多个冷冻机管道内的工作流体的体积的比率在10和20之间。
270.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个冷冻机管道的表面面积在与所述压缩室流体连通的冷冻机通道开口和与冷冻机收集器流体连通的冷冻机收集室开口之间。
271.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括从活塞组件输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0005和0.0040之间。
272.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中该系统包括两个加热器本体，每个加热器本体被定位在发动机的四个热室的旁边，并且其中热室被定位成相对于参考纵向轴线处于周向布置。
273.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中活塞组件的活塞的直径在2英寸和4.5英寸之间。
274.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中每个活塞本体限定与沿着横向方向延伸的参考纵向轴线共线的参考活塞本体中心线轴线，并且其中参考活塞本体中心线轴线被定位在径向距离参考活塞本体中心线轴线4英寸和16英寸之间。
275.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从连接构件输出的功率与工作流体的压力、工作流体的波及体积和活塞组件的循环频率的乘积的比率在0.15和0.35之间。
276.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从连接构件输出的功率与工作流体的压力、工作流体的波及体积和活塞组件的循环频率的乘积的比率在0.20和0.35之间。
277.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从连接构件输出的功率与工作流体的压力、工作流体的波及体积和活塞组件的循环频率的乘积的比率在0.25和0.35之间。
278.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个加热器管道的表面面积在与所述膨胀室直接流体连通的第一开口和与所述壁式管道直接流体连通的第二开口之间。
279.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统包括高达80％的效率。
280.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括至少40％的效率。
281.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括至少55％的效率。
282.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从活塞组件输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0010和0.0030之间。
283.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中从活塞组件输出的机械功率与工作流体的最大循环体积的比率在0.0015和0.0025之间。
284.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中冷侧热交换器被构造成将多个冷冻机管道处的工作流体的温度降低到120摄氏度或更低。
285.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个加热器管道被构造成在所述工作流体处接收至少750摄氏度的热能。
286.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中在膨胀室和压缩室处的工作流体的温差至少为630摄氏度。
287.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述体积仅由附接到热侧热交换器组件的第一体积壁、附接到冷冻机组件的第二体积壁和附接到壳体的内端壁形成。
288.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述冷冻机工作流体是压缩空气、水或水基溶液、油或油基溶液、或制冷剂、或其组合中的一种或多种。
289.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述制冷剂包括超临界流体，所述超临界流体包括二氧化碳、水、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇、丙酮、或一氧化二氮、或其组合。
290.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述致冷剂包括卤化烷(halon)、全氯烯烃、全氯碳化物、全氟烯烃、全氟碳化物、氢烯烃、烃、氢氯烯烃、氢氯烃、氢氟烯烃、氢氟烃、氢氯烯烃、氢氯氟烃、氯氟烯烃、或氯氟烃类制冷剂、或其组合。
291.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中制冷剂包括甲胺、乙胺、氢、氦、氨、水、氖、氮、空气、氧、氩、二氧化硫、二氧化碳、一氧化二氮、或氪、或其组合。
292.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中工作流体是氦气、氢气或空气。
293.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统进一步包括适配器，所述适配器沿着与所述活塞组件延伸的横向方向成锐角的横切方向延伸。
294.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中适配器附接到连接构件并且沿着横切方向延伸以附接到负载装置的动态构件。
295.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中适配器附接到延伸构件。
296.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统包括效率大于51kW/m3的功率密度。
297.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统包括效率大于100kW/m3的功率密度。
298.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统包括效率大于255kW/m3的功率密度。
299.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统包括效率小于400kW/m3的功率密度。
300.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述系统包括效率小于125kW/m3的功率密度。
301.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，发动机进一步包括：冷侧热交换器，所述多个冷冻机管道定位成通过冷侧热交换器，其中冷侧热交换器包括与所述多个冷冻机管道直接热连通的冷冻机工作流体通道，并且其中所述冷冻机工作流体通道与所述多个冷冻机管道内的冷冻机通道流体分离。
302.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个冷冻机管道与所述活塞本体内的所述膨胀室和所述压缩室的延伸部至少部分地同向地延伸。
303.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中多个冷冻机管道相对于活塞本体至少部分地周向延伸。
304.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个冷冻机管道以蛇形或锯齿形布置延伸。
305.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，进一步包括在内体积壁与外体积壁之间延伸的室壁，其中室壁、内体积壁和外体积壁一起限定冷冻机工作流体通道。
306.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个冷冻机管道被定位在与冷冻机工作流体流体分离的冷冻机工作流体通道内。
307.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中室壁连接到内体积壁、外体积壁以及被定位在内体积壁与外体积壁之间的多个冷冻机管道中的一个或多个冷冻机管道。
308.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，进一步包括延伸到两个或更多个活塞本体的冷冻机工作流体通道，其中所述冷冻机工作流体通道至少部分地周向地包围与所述多个冷冻机管道热连通的所述活塞本体。
309.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述冷冻机工作流体通道包括第一冷冻机工作流体通道和第二冷冻机工作流体通道，其中所述第一冷冻机工作流体通道被定位成横向地靠近所述膨胀室，并且所述第二冷冻机工作流体通道被定位成相对于所述第一冷冻机工作流体通道横向地远离所述膨胀室。
310.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中冷冻机工作流体通道限定从一个活塞本体热连通地延伸到另一个活塞本体的冷冻机工作流体流动路径。
311.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中冷冻机工作流体流动路径从一个活塞本体处的第一冷冻机工作流体通道延伸到另一个活塞本体处的第二冷冻机工作流体通道。
312.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个加热器管道、所述多个冷冻机管道、所述膨胀室或所述压缩室被增材制造。
313.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中壁式管道将一个活塞组件的膨胀室流体地连接到另一个活塞组件的压缩室。
314.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括通过壁式管道流体连接的在一个活塞组件处的膨胀室和在另一个活塞组件处的压缩室的互连体积，其中互连体积包括在两个或更多个活塞组件处的膨胀室和压缩室的流体互连成流体连通路径，其中流体连通路径包括相同活塞和活塞本体的膨胀室和压缩室，其提供将流体连接的膨胀室和压缩室与互连体积之外的膨胀室和压缩室分离的单个流体回路。
315.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，发动机进一步包括在加热器管道与冷冻机管道之间以串行流动布置定位的再生器。
316.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中一个活塞附接到连接构件的第一端通过连接构件横向地与另一个活塞附接到连接构件的第二端分离，并且其中多个活塞组件相对于参考中心线以周向布置定位。
317.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述壁式管道将一个活塞组件的膨胀室流体地连接至另一个活塞组件的压缩室，其中所述第一端处的膨胀室流体地连接至所述第二端处的相应压缩室，其中所述第二端处的膨胀室流体地连接至所述第一端处的相应压缩室，并且其中在一端的两个或更多个膨胀室各自流体地连接到在同一端的相应压缩室。
318.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中第一体积壁从热侧热交换器延伸，加热器管道被定位在热侧热交换器处。
319.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中热侧热交换器包括在膨胀室处的圆顶结构，膨胀室处的圆顶结构与在膨胀室处的活塞处的圆顶结构相对应。
320.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中热室和冷室各自限定的体积由包括体积壁的活塞本体限定。
321.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述体积壁限定所述压缩室的至少一部分。
322.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，所述系统进一步包括负载装置，所述负载装置包括连接到所述活塞组件的动态构件；以及包围所述动态构件的定子组件，其中所述负载装置可操作地联接到所述活塞组件以经由所述活塞组件的移动而输出电能。
323.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述动态构件连接到所述活塞组件的连接构件。
324.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述动态构件连接到所述活塞组件的活塞，并且进一步其中所述定子组件被定位在所述活塞本体处，所述活塞本体包围活塞处的所述动态构件。
325.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，负载装置进一步包括壳体，定子组件被定位在所述壳体处，其中壳体包围定子组件。
326.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中壳体包括体积的内端壁。
327.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中负载装置横向地定位在活塞组件的活塞之间。
328.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述负载装置被横向地定位在包围活塞的活塞本体的至少两个内端壁之间。
329.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机限定各自相对于活塞组件的横向延伸部的外端和内端，其中外端限定发动机的横向远端并且内端限定发动机的横向内侧位置，并且其中冷冻机组件被定位在内端处。
330.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机限定各自相对于活塞组件的横向延伸部的外端和内端，其中外端限定发动机的横向远端并且内端限定发动机的横向内侧位置，并且其中加热器本体被定位在内端处。
331.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中负载装置被定位在外端处。
332.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中负载装置包括连接到负载装置的动态构件和活塞组件的延伸构件。
333.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括工作流体的最大循环体积与多个加热器管道的体积的比率在2.5和25之间。
334.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括多个加热器管道的表面面积与多个加热器管道内的工作流体的体积的比率在8和40之间。
335.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个加热器管道的表面面积在与所述膨胀室直接流体连通的第一开口和与所述壁式管道直接流体连通的第二开口之间。
336.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括工作流体的最大循环体积与多个冷冻机管道的体积的比率在10-100之间。
337.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中发动机包括多个冷冻机管道的表面面积与多个冷冻机管道内的工作流体的体积的比率在7和40之间。
338.根据本文中任一项或多项条款所述的系统，其中所述多个冷冻机管道的表面面积在与所述压缩室流体连通的冷冻机通道开口和与冷冻机收集器流体连通的冷冻机收集室开口之间。
Claims (20)
1.一种系统，其特征在于，包括：
闭式循环发动机，所述闭式循环发动机具有限定热侧和冷侧的活塞本体，并且具有能够在所述活塞本体内移动的活塞组件；
电机，所述电机与所述活塞组件可操作地联接，其中，当所述活塞组件在所述活塞室内移动时，所述电机能够操作以生成电力；以及
控制系统，所述控制系统包括：
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器能够操作以检测能够在所述活塞本体内移动的所述活塞组件的活塞移动特性；
可控装置；以及
控制器，所述控制器与所述一个或多个传感器和所述可控装置通信地联接，所述控制器被构造成：
至少部分地基于从所述一个或多个传感器接收到的数据来确定控制命令，至少部分地基于使与所述活塞组件可操作地联接的所述电机生成预选电力输出来选择所述控制命令；以及
将确定的所述控制命令提供给所述可控装置，所述可控装置能够操作以控制对设置在所述活塞本体内的发动机工作流体的输入，其中所述发动机工作流体的膨胀和收缩使所述活塞组件在所述活塞本体内移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述电机包括：
动态构件，所述动态构件可操作地连接到所述活塞组件，以及
定子组件，所述定子组件包围所述动态构件，其中所述电机与所述活塞组件可操作地联接，从而当所述活塞组件在所述活塞室内移动时生成电力。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中所述活塞组件具有经由连接构件可操作地联接的两个相对的活塞，并且其中所述动态构件与所述活塞组件的所述连接构件连接。
4.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中所述活塞组件具有经由连接构件可操作地联接的两个相对的活塞，并且其中所述系统相对于所述活塞组件的横向延伸部各自限定了外端和内端，其中所述外端限定了所述系统的横向远端，并且所述内端限定了所述系统的横向内侧位置，并且其中所述电机被定位在所述活塞组件的所述活塞之间的所述内端处。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其中所述闭式循环发动机的所述热侧在所述外端处或靠近所述外端，并且其中所述闭式循环发动机的所述冷侧在所述内端处或靠近所述内端。
6.根据权利要求4-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：
加热器本体，所述加热器本体被构造成产生加热工作流体，其中所述加热器本体被定位在所述闭式循环发动机的所述热侧处或靠近所述闭式循环发动机的所述热侧，并且其中所述电机被定位在所述闭式循环发动机的所述冷侧处或靠近所述闭式循环发动机的所述冷侧。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：
冷侧热交换器，所述冷侧热交换器被定位成与所述闭式循环发动机的所述冷侧处于热交换关系，并且被构造成从所述冷侧去除热量。
8.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统包括：
能量存储装置，所述能量存储装置与所述电机连通，其中与所述电机连通的所述能量存储装置能够操作以从所述电机接收电力或向所述电机提供电力。
9.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中从所述一个或多个传感器接收到的所述数据指示所述能量存储装置的负载状态，并且其中所述控制命令至少部分地基于所述能量存储装置的所述负载状态来确定，并且其中所述能量存储装置的所述负载状态指示所述能量存储装置的充电状态或充电接受速率中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，其中所述控制器被构造成：
确定所述能量存储装置的所述充电状态是否超出了预定充电阈值；
如果所述能量存储装置的所述充电状态超出了所述预定充电阈值，则确定指示用于停止充电操作的指令的控制命令；以及
向所述可控装置提供所述控制命令，其中所述控制命令指示用于使所述可控装置停止所述能量存储装置的充电操作的指令。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的系统，其特征在于，其中所述控制器被构造成：
确定所述能量存储装置的所述充电接受速率是否在预选操作范围内；
确定所述能量存储装置的所述充电接受速率是否超出预定最小充电速率阈值；
如果所述能量存储装置的所述充电接受速率超出了所述预定最小充电速率阈值，则确定指示用于停止充电操作的指令的控制命令；以及
向所述可控装置提供所述控制命令，其中所述控制命令指示用于使所述可控装置停止所述能量存储装置的充电操作的指令。
12.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中从所述一个或多个传感器接收到的所述数据指示与所述电机相关联的一个或多个操作参数，并且其中作为所述数据的一部分被接收到的与所述电机相关联的所述一个或多个操作参数包括所述电机的温度，并且进一步其中，所述控制器被构造成：
确定所述电机的所述温度是否在预选操作范围内；
确定所述电机的所述温度是否超出了预定温度阈值；
如果所述电机的所述温度超出了所述预定温度阈值，则确定指示用于将所述电机的所述温度返回到所述预定温度阈值以下的指令的控制命令；以及
向所述可控装置提供所述控制命令，其中所述控制命令指示用于使所述可控装置将所述电机的所述温度返回到所述预定温度阈值以下的指令。
13.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中指示用于使所述电机的所述温度返回到所述预定温度阈值以下的指令的所述控制命令指示用于引起以下中的一个或多个的指令：
使所述活塞组件的振幅减少；或
使所述电机上的负载减小达预定时间。
14.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中作为所述数据的一部分被接收到的与所述电机相关联的所述一个或多个操作参数包括所述电机处的电流和电压中的至少一个，并且其中，所述控制器被构造成：
确定所述电流是否在预选操作范围外；
确定所述电流是否已经超出了预定阈值；以及
如果所述电流已经超出了所述预定阈值，则确定指示用于使所述电流返回到所述预选操作范围内的指令的控制命令。
15.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中所述控制器被构造成:
确定所述电压和/或所述电流是否已经以预定速率和预定量减小；以及
如果所述电压和/或所述电流已经以所述预定速率和所述预定量减小，则确定指示用于在所述电机上施加基本上瞬时的负载的指令的控制命令。
16.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，其中所述控制器被构造成:
设定操作参数设定点；
接收指示与所述闭式循环发动机和所述电机中的至少一个相关联的一个或多个操作参数的数据；以及
至少部分地基于接收到的指示所述一个或多个操作参数的所述数据和所述操作参数设定点来确定所述控制命令，所述控制命令指示用于引起所述系统的输出变化的指令。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，其中所述操作参数设定点指示与所述电机相关联的操作参数，并且其中，所述操作参数指示由所述电机生成的或在所述电机处生成的目标电流、目标电压或两者。
18.根据权利要求16-17中任一项所述的系统，其特征在于，其中所述操作参数设定点指示与所述闭式循环发动机相关联的操作参数，并且其中与所述闭式循环发动机相关联的所述操作参数设定点指示在所述活塞本体内的位置处或与所述活塞本体流体连接的位置处的目标压力或在所述活塞本体内的位置处或与所述活塞本体流体连接的位置处的目标温度中的一个或多个。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的系统，其特征在于，其中所述操作参数设定点指示与所述闭式循环发动机相关联的操作参数，并且其中与所述闭式循环发动机相关联的所述操作参数设定点指示与所述活塞组件的移动相关联的操作参数，并且其中与所述活塞组件的移动相关联的所述操作参数是所述活塞组件的目标速度、所述活塞组件的目标振幅或所述活塞组件在沿所述活塞组件的冲程的某个点处的目标位置中的一个或多个。
20.根据任一项前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统包括：
充电控制器，所述充电控制器与所述电机和所述能量存储装置连通。
Applications Claiming Priority (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962850692P | 2019-05-21 | 2019-05-21 | |
| US201962850678P | 2019-05-21 | 2019-05-21 | |
| US201962850701P | 2019-05-21 | 2019-05-21 | |
| US201962850599P | 2019-05-21 | 2019-05-21 | |
| US201962850623P | 2019-05-21 | 2019-05-21 | |
| US62/850,692 | 2019-05-21 | ||
| US62/850,623 | 2019-05-21 | ||
| US62/850,678 | 2019-05-21 | ||
| US62/850,599 | 2019-05-21 | ||
| US62/850,701 | 2019-05-21 | ||
| PCT/US2020/033721 WO2020236885A2 (en) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | Energy conversion apparatus and control system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114127403A true CN114127403A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=70978700
Family Applications (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080053048.2A Pending CN114174661A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 具有底循环系统的闭式循环发动机 |
| CN202080052083.2A Pending CN114555931A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 整体加热器本体 |
| CN202080051965.7A Pending CN114127402A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 发动机设备和操作方法 |
| CN202080052982.2A Pending CN114174660A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 能量转换设备和系统 |
| CN202080051988.8A Pending CN114127403A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 能量转换设备和控制系统 |
Family Applications Before (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080053048.2A Pending CN114174661A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 具有底循环系统的闭式循环发动机 |
| CN202080052083.2A Pending CN114555931A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 整体加热器本体 |
| CN202080051965.7A Pending CN114127402A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 发动机设备和操作方法 |
| CN202080052982.2A Pending CN114174660A (zh) | 2019-05-21 | 2020-05-20 | 能量转换设备和系统 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (16) | US11268476B2 (zh) |
| EP (9) | EP3973168A1 (zh) |
| CN (5) | CN114174661A (zh) |
| WO (9) | WO2020236877A1 (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11015480B2 (en) * | 2018-08-21 | 2021-05-25 | General Electric Company | Feed forward load sensing for hybrid electric systems |
| US11543187B2 (en) * | 2019-09-06 | 2023-01-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchanger with build powder in barrier channels |
| US20210080157A1 (en) * | 2019-09-17 | 2021-03-18 | Jesse Krug | Systems and methods for vapor compression refrigeration using a condenser apparatus |
| US11542840B2 (en) * | 2020-05-04 | 2023-01-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Hybrid power generation systems |
| US11459909B2 (en) * | 2020-09-15 | 2022-10-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotating heat exchanger |
| TWI769612B (zh) * | 2020-11-02 | 2022-07-01 | 國立成功大學 | 渦捲式加熱裝置 |
| EP4015811B1 (en) | 2020-12-18 | 2023-07-26 | Swedish Stirling AB | A system for recovery of energy from a residual gas |
| JP2024500818A (ja) * | 2020-12-18 | 2024-01-10 | ストロング フォース ヴィーシーエヌ ポートフォリオ ２０１９，エルエルシー | バリューチェーンネットワークのためのロボットフリート管理及び付加製造 |
| WO2022251632A1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | Moore Jared | Oxyfuel hybrid electric vehicle |
| CN113819491B (zh) * | 2021-06-26 | 2022-07-26 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种旋转爆震燃烧室防回传进气结构 |
| EP4253743A1 (en) * | 2022-03-29 | 2023-10-04 | Raytheon Technologies Corporation | Adjustable primary and supplemental power units |
| GB2620464A (en) * | 2022-05-02 | 2024-01-10 | Siemens Energy Inc | Thermal energy conversion system |
| CN115234332B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-05-03 | 成都理工大学 | 一种基于二氧化碳的综合能源系统 |
| CN115325717B (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-31 | 中国核动力研究设计院 | 换热装置及布雷顿循环系统 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004068662A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Isuzu Motors Ltd | スターリングエンジンおよびアクチュエータ |
| DE102006013468A1 (de) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Josef Gail | Heißgasmaschine |
| CN101375018A (zh) * | 2006-01-24 | 2009-02-25 | 阿尔托有限公司 | 电耦合热循环系统及方法 |
| JP5190745B1 (ja) * | 2012-10-29 | 2013-04-24 | 株式会社エイエムシステム | スターリングエンジン発電機起動制御装置 |
| CN103134234A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-06-05 | 桑德克斯有线有限公司 | 环形地设置的斯特林热交换器 |
| CN103912405A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-09 | 郭远军 | 一种平行运动热能动力机器及其做功方法 |
| US20140311167A1 (en) * | 2011-11-07 | 2014-10-23 | Inventherm, Llc | Ericsson cycle device improvements |
| CN104704228A (zh) * | 2012-08-06 | 2015-06-10 | I·马约罗斯 | 用于将热量转换成有用功的热力发动机和热力循环 |
| US20180087473A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-03-29 | Daniel Bertschi | Double-acting free-piston-stirling cycle machine with linear generator |
Family Cites Families (208)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US433060A (en) * | 1890-07-29 | Valve and cut-off for steam | ||
| US3027717A (en) * | 1954-01-13 | 1962-04-03 | Gen Motors Corp | Gas turbine |
| US3015475A (en) * | 1957-12-05 | 1962-01-02 | Philips Corp | Cylindrical heat exchanger |
| US3011306A (en) * | 1958-02-12 | 1961-12-05 | Philips Corp | Heating unit for hot-gas engine |
| GB852618A (en) * | 1958-03-14 | 1960-10-26 | Sulzer Ag | Compressors having labyrinth-sealed unlubricated pistons |
| NL142220B (nl) * | 1965-01-20 | 1974-05-15 | Philips Nv | Heetgaszuigermachine. |
| US3296808A (en) | 1965-08-25 | 1967-01-10 | Gen Motors Corp | Heat energized refrigerator |
| NL6613950A (zh) * | 1966-10-04 | 1968-04-05 | ||
| USRE30176E (en) * | 1967-02-01 | 1979-12-25 | Research Corporation | Stirling cycle type thermal device |
| NL6714885A (zh) * | 1967-11-02 | 1969-05-06 | ||
| US3552120A (en) | 1969-03-05 | 1971-01-05 | Research Corp | Stirling cycle type thermal device |
| US3733974A (en) * | 1969-09-26 | 1973-05-22 | M Schuman | Piston cylinder combination |
| DE1949191C3 (de) | 1969-09-30 | 1978-09-07 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Hubkolbenmaschine mit einem Heißgasteil und einem Kaltgasteil |
| US3782457A (en) | 1971-10-26 | 1974-01-01 | Rohr Corp | Recuperator and method of making |
| NL7211530A (zh) * | 1972-08-24 | 1974-02-26 | ||
| NL156810B (nl) * | 1974-04-29 | 1978-05-16 | Philips Nv | Koudgaskoelmachine. |
| DE2432958A1 (de) * | 1974-07-09 | 1976-01-29 | Foerenade Fabriksverken | Heissgasmotor |
| US3928974A (en) * | 1974-08-09 | 1975-12-30 | New Process Ind Inc | Thermal oscillator |
| GB1563699A (en) | 1975-08-27 | 1980-03-26 | Atomic Energy Authority Uk | Stirling cycle thermal devices |
| US4030297A (en) | 1976-06-28 | 1977-06-21 | Ford Motor Company | Hydrogen compression system for Stirling engine power control |
| US4026114A (en) | 1976-07-09 | 1977-05-31 | Ford Motor Company | Reducing the starting torque of double-acting Stirling engines |
| US4102632A (en) | 1976-11-22 | 1978-07-25 | Phillip Hastings | Modular heat recuperator |
| US4183214A (en) | 1977-05-05 | 1980-01-15 | Sunpower, Inc. | Spring and resonant system for free-piston Stirling engines |
| US4138847A (en) | 1977-07-11 | 1979-02-13 | Hill Craig C | Heat recuperative engine |
| US4199945A (en) | 1977-07-27 | 1980-04-29 | Theodor Finkelstein | Method and device for balanced compounding of Stirling cycle machines |
| US4255929A (en) * | 1978-05-19 | 1981-03-17 | Nasa | Hot gas engine with dual crankshafts |
| US4277942A (en) | 1979-02-28 | 1981-07-14 | Kommanditbolaget United Stirling | Exhaust gas recirculation apparatus |
| SU836502A1 (ru) * | 1979-03-26 | 1981-06-07 | Предприятие П/Я Р-6956 | Спиральный теплообменник |
| US4655174A (en) * | 1979-04-26 | 1987-04-07 | Fillios Jean P R | Hot liquid generator with condensation and installation incorporating this generator |
| US4371500A (en) * | 1979-06-30 | 1983-02-01 | Unique Energy Systems, Inc. | Apparatus for generating hydrogen |
| US4345426A (en) | 1980-03-27 | 1982-08-24 | Egnell Rolf A | Device for burning fuel with air |
| US4387568A (en) | 1980-07-14 | 1983-06-14 | Mechanical Technology Incorporated | Stirling engine displacer gas bearing |
| US4395880A (en) * | 1981-03-11 | 1983-08-02 | Mechanical Technology Incorporated | Double acting stirling engine phase control |
| US4392350A (en) * | 1981-03-23 | 1983-07-12 | Mechanical Technology Incorporation | Stirling engine power control and motion conversion mechanism |
| JPS5866144U (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-06 | アイシン精機株式会社 | スタ−リング機関用ピストン |
| US4450685A (en) * | 1982-06-02 | 1984-05-29 | Mechanical Technology Incorporated | Dynamically balanced, hydraulically driven compressor/pump apparatus for resonant free piston Stirling engines |
| US4413474A (en) * | 1982-07-09 | 1983-11-08 | Moscrip William M | Mechanical arrangements for Stirling-cycle, reciprocating thermal machines |
| US4429539A (en) * | 1982-10-07 | 1984-02-07 | Vought Corporation | Heat exchangers for vuilleumier cycle heat pumps |
| US4611655A (en) | 1983-01-05 | 1986-09-16 | Power Shaft Engine, Limited Partnership | Heat exchanger |
| JPS59136548A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-06 | Sanden Corp | 熱ガス機関 |
| JPS6019950A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-01 | Aisin Seiki Co Ltd | 往復熱機関 |
| US4498298A (en) * | 1983-09-15 | 1985-02-12 | Morgan George R | Stirling cycle piston engine |
| JPS6097351U (ja) | 1983-12-09 | 1985-07-03 | アイシン精機株式会社 | スタ−リング機関用スワラ− |
| US4545738A (en) | 1984-02-03 | 1985-10-08 | Helix Technology Corporation | Linear motor compressor with clearance seals and gas bearings |
| US4644851A (en) | 1984-02-03 | 1987-02-24 | Helix Technology Corporation | Linear motor compressor with clearance seals and gas bearings |
| JPS60155759U (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-17 | アイシン精機株式会社 | 熱ガス機関のヒ−タヘツド |
| US4522030A (en) * | 1984-05-01 | 1985-06-11 | Mechanical Technology Incorporated | Multi-cylinder hot gas engine |
| DE3416271A1 (de) * | 1984-05-03 | 1985-11-07 | Friedrich 6900 Heidelberg Becker | Heissgasmotor |
| JPH0435567Y2 (zh) * | 1985-03-20 | 1992-08-24 | ||
| US4662176A (en) * | 1985-04-15 | 1987-05-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger for a Stirling engine |
| CH664799A5 (fr) | 1985-10-07 | 1988-03-31 | Battelle Memorial Institute | Ensemble moteur-pompe a chaleur stirling a piston libre. |
| US4638633A (en) * | 1985-10-22 | 1987-01-27 | Otters John L | External combustion engines |
| US4723410A (en) * | 1985-10-22 | 1988-02-09 | Otters John L | Safety improvements in high pressure thermal machines |
| US4722188A (en) * | 1985-10-22 | 1988-02-02 | Otters John L | Refractory insulation of hot end in stirling type thermal machines |
| DE3545936A1 (de) * | 1985-12-23 | 1987-08-20 | Schneider Christian Dipl Ing | Einrichtung zum nutzbarmachen von waermeenergie |
| DD245701B1 (de) | 1986-01-03 | 1989-09-20 | Energie & Transportforsch Inst | Abgaswaermeuebertrager |
| US4723411A (en) | 1986-04-21 | 1988-02-09 | Rca Corporation | Power conversion system utilizing multiple stirling engine modules |
| JPS6388250A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-19 | Toshiba Corp | スタ−リングエンジン |
| DE3806114A1 (de) * | 1987-11-25 | 1989-06-08 | Man Technologie Gmbh | Thermisch isolierende erhitzer-gehaeuse-auskleidung und verbrennungsluftfuehrung fuer stirling- bzw. heissgasmotor |
| US4871308A (en) * | 1987-11-25 | 1989-10-03 | Combustion Concepts Inc. | Method and apparatus for heating a fluid stream |
| JPH01240757A (ja) | 1988-03-22 | 1989-09-26 | Toshiba Corp | スターリングエンジン用加熱器 |
| JP2590364B2 (ja) | 1988-04-12 | 1997-03-12 | 三井石油化学工業株式会社 | 不織布の接着方法 |
| US4883117A (en) | 1988-07-20 | 1989-11-28 | Sundstrand Corporation | Swirl flow heat exchanger with reverse spiral configuration |
| JPH0291461A (ja) | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Aisin Seiki Co Ltd | スターリングエンジン |
| US4945726A (en) * | 1989-08-23 | 1990-08-07 | Sunpower, Inc. | Leaky gas spring valve for preventing piston overstroke in a free piston stirling engine |
| JPH03271551A (ja) * | 1990-03-21 | 1991-12-03 | Aisin Seiki Co Ltd | スターリング機関一体型圧縮機 |
| US5065579A (en) * | 1990-10-12 | 1991-11-19 | Gas Research Institute | Feedback air-fuel control system for Stirling engines |
| US5172784A (en) | 1991-04-19 | 1992-12-22 | Varela Jr Arthur A | Hybrid electric propulsion system |
| US5533566A (en) | 1992-02-18 | 1996-07-09 | Fineblum; Solomon S. | Constant volume regenerative heat exchanger |
| JP3040873B2 (ja) * | 1992-03-18 | 2000-05-15 | 株式会社日阪製作所 | スパイラル式熱交換器 |
| WO1993022551A1 (en) * | 1992-05-06 | 1993-11-11 | Balanced Engines, Inc. | Balanced compound engine |
| US5294410A (en) | 1992-06-01 | 1994-03-15 | Solar Turbine Incorporated | Gas purification and conditioning system |
| JPH06147009A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | スターリングエンジン |
| GB9225103D0 (en) * | 1992-12-01 | 1993-01-20 | Nat Power Plc | A heat engine and heat pump |
| JPH06308825A (ja) | 1993-04-23 | 1994-11-04 | Ricoh Co Ltd | 現像装置 |
| US5429177A (en) * | 1993-07-09 | 1995-07-04 | Sierra Regenators, Inc. | Foil regenerator |
| JP3089151B2 (ja) * | 1993-11-25 | 2000-09-18 | 三菱重工業株式会社 | 高圧噴霧燃焼装置 |
| DE4401247C2 (de) * | 1994-01-18 | 1998-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Wärmeübertrager |
| US5525845A (en) * | 1994-03-21 | 1996-06-11 | Sunpower, Inc. | Fluid bearing with compliant linkage for centering reciprocating bodies |
| JPH07279758A (ja) * | 1994-04-13 | 1995-10-27 | Daikin Ind Ltd | コージェネレーション装置 |
| JPH07279757A (ja) | 1994-04-14 | 1995-10-27 | Sekiyu Sangyo Kasseika Center | スターリングエンジン用燃焼器 |
| JPH08105353A (ja) | 1994-10-05 | 1996-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 熱駆動装置 |
| DE19507511C2 (de) * | 1995-03-03 | 1998-02-12 | Meta Motoren Energietech | Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln von Strahlungsleistung, insbesondere Sonnenstrahlung, in mechanische Leistung |
| KR0155877B1 (ko) | 1995-09-12 | 1998-12-15 | 이대원 | 다층 회로기판 및 그 제조방법 |
| DE19636738A1 (de) | 1996-09-10 | 1998-03-12 | Siemens Ag | Kombinationsanlage aus Hochtemperatur-Brennstoffzelle und Wärmekraftmaschine |
| US5755100A (en) * | 1997-03-24 | 1998-05-26 | Stirling Marine Power Limited | Hermetically sealed stirling engine generator |
| US5968680A (en) | 1997-09-10 | 1999-10-19 | Alliedsignal, Inc. | Hybrid electrical power system |
| JP3781560B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2006-05-31 | シャープ株式会社 | スターリングエンジン |
| AU6747100A (en) | 1999-07-07 | 2001-01-22 | Optomec Design Company | Method for providing features enabling thermal management in complex three-dimensional structures |
| AU7062200A (en) | 1999-08-19 | 2001-03-13 | Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. | Gas turbine with indirectly heated steam reforming system |
| US6283712B1 (en) | 1999-09-07 | 2001-09-04 | General Electric Company | Cooling air supply through bolted flange assembly |
| US6365290B1 (en) | 1999-12-02 | 2002-04-02 | Fuelcell Energy, Inc. | High-efficiency fuel cell system |
| US20030121259A1 (en) * | 1999-12-17 | 2003-07-03 | Conrad Wayne Ernest | Heat engine |
| GB0001283D0 (en) * | 2000-01-21 | 2000-03-08 | Serck Heat Transfer Limited | Twin flow valve gas cooler |
| US6293101B1 (en) | 2000-02-11 | 2001-09-25 | Fantom Technologies Inc. | Heat exchanger in the burner cup of a heat engine |
| US6543215B2 (en) * | 2001-06-15 | 2003-04-08 | New Power Concepts Llc | Thermal improvements for an external combustion engine |
| US7469760B2 (en) * | 2000-03-02 | 2008-12-30 | Deka Products Limited Partnership | Hybrid electric vehicles using a stirling engine |
| BR0116140A (pt) * | 2000-12-13 | 2003-09-23 | Sharp Kk | Motor stirling e refrigerador stirling |
| US20020084065A1 (en) * | 2001-01-04 | 2002-07-04 | Tamin Enterprises | Fluid heat exchanger |
| FR2819555B1 (fr) * | 2001-01-17 | 2003-05-30 | Conservatoire Nat Arts | Groupe electrogene a mouvement lineaire alternatif a base de moteur stirling, et procede mis en oeuvre dans ce groupe electrogene |
| US6931848B2 (en) | 2001-03-05 | 2005-08-23 | Power Play Energy L.L.C. | Stirling engine having platelet heat exchanging elements |
| US6390185B1 (en) | 2001-03-06 | 2002-05-21 | Richard A. Proeschel | Annular flow concentric tube recuperator |
| DE60226368D1 (de) * | 2001-03-14 | 2008-06-19 | Honda Motor Co Ltd | Stirlingmaschine |
| US6568169B2 (en) * | 2001-05-02 | 2003-05-27 | Ricardo Conde | Fluidic-piston engine |
| US7308787B2 (en) * | 2001-06-15 | 2007-12-18 | New Power Concepts Llc | Thermal improvements for an external combustion engine |
| CN1288328C (zh) * | 2001-10-19 | 2006-12-06 | 环球冷却有限公司 | 流体轴承装置 |
| JP2004020048A (ja) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Sharp Corp | スターリング機関 |
| DE10329977B4 (de) * | 2002-10-15 | 2013-10-24 | Andreas Gimsa | 2-Zyklen-Heißgasmotor mit erhöhtem Verdichtungsverhältnis |
| US8037686B2 (en) * | 2002-11-01 | 2011-10-18 | George Lasker | Uncoupled, thermal-compressor, gas-turbine engine |
| US6979911B2 (en) * | 2003-05-08 | 2005-12-27 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for solar power conversion |
| DE602004016513D1 (de) * | 2003-07-02 | 2008-10-23 | Tiax Llc | Freikolben-stirlingmotorsteuerung |
| US6896988B2 (en) | 2003-09-11 | 2005-05-24 | Fuelcell Energy, Inc. | Enhanced high efficiency fuel cell/turbine power plant |
| EP1756475B1 (en) | 2004-05-06 | 2012-11-14 | New Power Concepts LLC | Gaseous fuel burner |
| US8424284B2 (en) * | 2004-05-20 | 2013-04-23 | Gilbert Staffend | High efficiency positive displacement thermodynamic system |
| US20050268605A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | Wood James G | Method and apparatus for forming a heat exchanger |
| GB0416330D0 (en) | 2004-07-22 | 2004-08-25 | Microgen Energy Ltd | Method and apparatus for instability detection and correction in a domestic combined heat and power unit |
| US20060026835A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-02-09 | Wood James G | Heat exchanger fins and method for fabricating fins particularly suitable for stirling engines |
| CA2700301A1 (en) | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Infinia Corporation | Double acting thermodynamically resonant free-piston multicylinder stirling system and method |
| US20060059912A1 (en) | 2004-09-17 | 2006-03-23 | Pat Romanelli | Vapor pump power system |
| JP2008514864A (ja) * | 2004-09-29 | 2008-05-08 | エルソム・エンタープライズィズ・リミテッド | エクセルギー生成方法 |
| US8051655B2 (en) * | 2004-10-12 | 2011-11-08 | Guy Silver | Method and system for electrical and mechanical power generation using stirling engine principles |
| US20090025388A1 (en) | 2004-10-12 | 2009-01-29 | Guy Silver | Method and system for generation of power using stirling engine principles |
| JP4547560B2 (ja) | 2004-11-15 | 2010-09-22 | パロマ工業株式会社 | コンロバーナ |
| GB0427362D0 (en) | 2004-12-14 | 2005-01-19 | Sustainable Engine Systems Ltd | Heat exchanger |
| DE102005001470B3 (de) * | 2005-01-12 | 2006-07-20 | Aerolas Gmbh, Aerostatische Lager- Lasertechnik | Axial angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit |
| US7137251B2 (en) * | 2005-02-11 | 2006-11-21 | Infinia Corporation | Channelized stratified regenerator with integrated heat exchangers system and method |
| US7089735B1 (en) | 2005-02-11 | 2006-08-15 | Infinia Corporation | Channelized stratified regenerator system and method |
| JP4315128B2 (ja) * | 2005-06-15 | 2009-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | ピストン及びピストン装置 |
| US7171811B1 (en) * | 2005-09-15 | 2007-02-06 | Global Cooling Bv | Multiple-cylinder, free-piston, alpha configured stirling engines and heat pumps with stepped pistons |
| US7453241B2 (en) * | 2006-11-29 | 2008-11-18 | Sunpower, Inc. | Electronic controller matching engine power to alternator power and maintaining engine frequency for a free-piston stirling engine driving a linear alternator |
| DE102006056348A1 (de) * | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Gerhard Schilling | Vorrichtung zur Umwandlung thermischer Energie in mechanische Bewegungsenergie |
| US7862938B2 (en) | 2007-02-05 | 2011-01-04 | Fuelcell Energy, Inc. | Integrated fuel cell and heat engine hybrid system for high efficiency power generation |
| US7600464B2 (en) * | 2007-04-12 | 2009-10-13 | Sunpower, Inc. | Multi-piece piston for a free piston machine |
| US7877999B2 (en) * | 2007-04-13 | 2011-02-01 | Cool Energy, Inc. | Power generation and space conditioning using a thermodynamic engine driven through environmental heating and cooling |
| BRPI0810567B1 (pt) * | 2007-04-23 | 2020-05-05 | New Power Concepts Llc | máquina de ciclo stirling |
| US8763391B2 (en) * | 2007-04-23 | 2014-07-01 | Deka Products Limited Partnership | Stirling cycle machine |
| CN101815843A (zh) * | 2007-08-17 | 2010-08-25 | 超导技术公司 | 用于定中往复本体的方法以及用该方法制造的结构 |
| JP4803140B2 (ja) * | 2007-08-27 | 2011-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | ピストン機関及びスターリングエンジン |
| US9445488B2 (en) | 2007-10-16 | 2016-09-13 | Foret Plasma Labs, Llc | Plasma whirl reactor apparatus and methods of use |
| JP2009115065A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Sanden Corp | エネルギー変換システム |
| NZ565810A (en) | 2008-02-08 | 2009-12-24 | Whisper Tech Ltd | A congeneration system |
| GB0803021D0 (en) | 2008-02-19 | 2008-03-26 | Isis Innovation | Linear multi-cylinder stirling cycle machine |
| DE102008023793B4 (de) * | 2008-05-15 | 2010-03-11 | Maschinenwerk Misselhorn Gmbh | Wärmekraftmaschine |
| WO2010129924A2 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Emigh S Grant | Linear roller bearing assembly and sub-assembly and reciprocating machinery incorporating the same |
| US9797341B2 (en) * | 2009-07-01 | 2017-10-24 | New Power Concepts Llc | Linear cross-head bearing for stirling engine |
| US9828940B2 (en) * | 2009-07-01 | 2017-11-28 | New Power Concepts Llc | Stirling cycle machine |
| US9534561B2 (en) * | 2009-07-01 | 2017-01-03 | New Power Concepts Llc | Stirling cycle machine with airlock pressure regulator and burner controls |
| US9823024B2 (en) | 2009-07-01 | 2017-11-21 | New Power Concepts Llc | Stirling cycle machine |
| US20110027673A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Quarius Technologies, Inc. | Solid oxide fuel cell system with integral gas turbine and thermophotovoltaic thermal energy converters |
| DE112010004186B4 (de) * | 2009-10-28 | 2021-01-28 | Global Cooling, Inc. | Schmiermittelfreie Freikolben-Stirlingmaschine reduzierter Masse mit hin- und her gehendem Kolben, antriebskoppelnd verbunden mit rotierendem elektromagnetischem Wandler, der sich rotatorisch schwingend bewegt |
| US8721981B2 (en) | 2009-11-30 | 2014-05-13 | General Electric Company | Spiral recuperative heat exchanging system |
| JP5307941B2 (ja) * | 2009-12-22 | 2013-10-02 | 楊永順 | スターリングエンジン |
| KR101608996B1 (ko) * | 2010-01-11 | 2016-04-05 | 엘지전자 주식회사 | 열 교환기 |
| US8220420B2 (en) | 2010-03-19 | 2012-07-17 | General Electric Company | Device to improve effectiveness of pulse detonation cleaning |
| CH702965A2 (fr) * | 2010-04-06 | 2011-10-14 | Jean-Pierre Budliger | Machine stirling. |
| US9062579B2 (en) * | 2010-06-11 | 2015-06-23 | Altex Technologies Corporation | Integrated engine exhaust and heat process flexible and low emissions combined heat and power process and system |
| FR2961266B1 (fr) * | 2010-06-11 | 2015-07-17 | Bernard Macarez | Moteur thermique a culasse echangeur |
| DE102010033659A1 (de) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Daimler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug |
| GB201016522D0 (en) * | 2010-10-01 | 2010-11-17 | Osborne Graham W | Improvements in and relating to reciprocating piston machines |
| GB201019287D0 (en) | 2010-11-15 | 2010-12-29 | Heat engine | |
| EP3173579B1 (en) | 2011-03-29 | 2019-05-08 | LiquidPiston, Inc. | Cycloid rotor engine |
| US8671688B2 (en) | 2011-04-13 | 2014-03-18 | General Electric Company | Combined cycle power plant with thermal load reduction system |
| US8752375B2 (en) | 2011-08-16 | 2014-06-17 | Global Cooling, Inc. | Free-piston stirling machine in an opposed piston gamma configuration having improved stability, efficiency and control |
| US11073278B2 (en) * | 2011-10-13 | 2021-07-27 | Tinman Inc | Vaporization apparatus |
| GB2498378A (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-17 | Isis Innovation | Linear Stirling machine with expansion and compression pistons coupled by gas spring |
| US20150023778A1 (en) | 2012-02-21 | 2015-01-22 | Babcock Borsig Steinmuller Gmbh | Micro gas turbine system with a pipe-shaped recuperator |
| US20130269334A1 (en) | 2012-04-17 | 2013-10-17 | Chandrashekhar Sonwane | Power plant with closed brayton cycle |
| US9540959B2 (en) * | 2012-10-25 | 2017-01-10 | General Electric Company | System and method for generating electric power |
| SE538808C2 (en) * | 2012-11-20 | 2016-12-06 | Dulob Ab | Hot gas engine |
| US9689344B1 (en) | 2013-01-09 | 2017-06-27 | David Ray Gedeon | Double-acting modular free-piston stirling machines without buffer spaces |
| GB201304243D0 (en) * | 2013-03-08 | 2013-04-24 | Bhp Generation Ltd | A heat engine, a heat storage device and a power generation system incorporating same |
| US9416702B2 (en) * | 2013-04-12 | 2016-08-16 | Elwha Llc | Systems, methods, and apparatuses related to the use of gas clathrates |
| US9708556B2 (en) * | 2013-04-12 | 2017-07-18 | Elwha Llc | Systems, methods, and apparatuses related to the use of gas clathrates |
| JP6800557B2 (ja) * | 2013-07-09 | 2020-12-16 | 株式会社アルファプラスパワー | 外燃機関を用いたエネルギーシステム |
| US10359603B1 (en) * | 2013-08-21 | 2019-07-23 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville | Lightweight adaptive metal cooled mirrors |
| US20150280628A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-10-01 | Joseph Sajan Jacob | Digital power plant |
| US9992917B2 (en) | 2014-03-10 | 2018-06-05 | Vulcan GMS | 3-D printing method for producing tungsten-based shielding parts |
| EP3129709B1 (en) | 2014-04-09 | 2018-10-31 | AVIO S.p.A. | Combustor of a liquid propellent motor |
| EP2957835B1 (en) * | 2014-06-18 | 2018-03-21 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Method for recirculation of exhaust gas from a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and gas turbine for conducting said method |
| US20170059163A1 (en) | 2014-07-11 | 2017-03-02 | United Technologies Corporation | Additively manufactured swirler mount interface for gas turbine engine combustor |
| US10989141B2 (en) * | 2014-11-24 | 2021-04-27 | Nirvana Energy Systems, Inc. | Secure control system for multistage thermo acoustic micro-CHP generator |
| US10156185B2 (en) * | 2014-11-24 | 2018-12-18 | Nirvana Energy Systems, Inc. | Secure control system for multistage thermo acoustic micro-CHP generator |
| JP5823069B1 (ja) | 2015-01-23 | 2015-11-25 | 三菱重工業株式会社 | ロケットエンジンの燃焼器の製造方法、ロケットエンジンの燃焼器、および、ロケットエンジン |
| FR3032234B1 (fr) * | 2015-01-30 | 2020-01-17 | Vianney Rabhi | Moteur thermique a transfert-detente et regeneration |
| CN104763553A (zh) | 2015-01-30 | 2015-07-08 | 华北电力大学 | 一种斯特林机回热器-有机朗肯循环系统及其使用方法 |
| FR3034813B1 (fr) | 2015-04-13 | 2019-06-28 | IFP Energies Nouvelles | Systeme et procede de stockage et de recuperation d'energie par air comprime avec chauffage a volume constant |
| US20170234543A1 (en) | 2015-05-25 | 2017-08-17 | Ceragy Engines Inc. | High G-field Combustion |
| US20170010046A1 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Thermolift, Inc. | Heat Exchanger |
| US10495384B2 (en) | 2015-07-30 | 2019-12-03 | General Electric Company | Counter-flow heat exchanger with helical passages |
| WO2017066722A1 (en) | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Thermolift, Inc. | Dome for a thermodynamic apparatus |
| US10586718B2 (en) | 2015-11-11 | 2020-03-10 | Applied Materials, Inc. | Cooling base with spiral channels for ESC |
| CA3010112C (en) | 2015-12-28 | 2020-08-18 | Boundary Turbines Inc | Process and system for extracting useful work or electricity from thermal sources |
| WO2017132426A2 (en) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | Schlumberger Technology Corporation | Modular configurable wellsite surface equipment |
| US10018424B2 (en) * | 2016-02-05 | 2018-07-10 | Hamilton Sundstrand Corporation | Counter spiral tube and shell heat exchanger |
| FR3047549B1 (fr) * | 2016-02-09 | 2019-05-10 | Sermeta | Deflecteur pour echangeur de chaleur a condensation et echangeur muni d'un tel deflecteur |
| US10584876B2 (en) | 2016-03-25 | 2020-03-10 | General Electric Company | Micro-channel cooling of integrated combustor nozzle of a segmented annular combustion system |
| JP6648824B2 (ja) * | 2016-05-23 | 2020-02-14 | 富士通株式会社 | ループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器 |
| AT518926B1 (de) | 2016-08-02 | 2018-05-15 | Edelweis Energy Systems Gmbh | Wärmekraftmaschine |
| US10323603B2 (en) * | 2016-10-21 | 2019-06-18 | Sunpower, Inc. | Free piston stirling engine that limits overstroke |
| US10830071B2 (en) * | 2017-01-23 | 2020-11-10 | General Electric Company | System and method for the hybrid construction of multi-piece parts |
| EP3361159B1 (en) | 2017-02-13 | 2019-09-18 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Method for manufacturing a burner assembly for a gas turbine combustor and burner assembly for a gas turbine combustor |
| US10724739B2 (en) | 2017-03-24 | 2020-07-28 | General Electric Company | Combustor acoustic damping structure |
| WO2019012490A1 (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Daniel Brown | DOUBLE-EFFECT STIRLING MOTORS WITH OPTIMUM PARAMETERS AND OPTIMAL WAVEFORMS |
| CA3200543A1 (en) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Fluid Handling Llc | Fluid routing methods for a spiral heat exchanger with lattice cross section made via additive manufacturing |
| GB201715415D0 (en) * | 2017-09-22 | 2017-11-08 | Stirling Works Global Ltd | Closed cycle regenerative heat |
| WO2019152506A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | The Penn State Research Foundation | Monocoque shell and tube heat exchanger |
| US11226021B2 (en) * | 2019-01-11 | 2022-01-18 | Michael J. Kawecki | Three-dimensional printed disc brake rotor |
| US10933375B1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-02 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Fluid to fluid pressurizer and method of operating the same |
-
2020
- 2020-05-20 EP EP20775089.4A patent/EP3973168A1/en active Pending
- 2020-05-20 CN CN202080053048.2A patent/CN114174661A/zh active Pending
- 2020-05-20 US US16/878,875 patent/US11268476B2/en active Active
- 2020-05-20 US US17/603,151 patent/US20220195959A1/en active Pending
- 2020-05-20 US US16/878,787 patent/US10859034B1/en active Active
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033710 patent/WO2020236877A1/en unknown
- 2020-05-20 EP EP20732354.4A patent/EP3973166A2/en active Pending
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033686 patent/WO2020242845A1/en unknown
- 2020-05-20 EP EP20731706.6A patent/EP3973164A1/en active Pending
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033680 patent/WO2020236857A1/en unknown
- 2020-05-20 CN CN202080052083.2A patent/CN114555931A/zh active Pending
- 2020-05-20 CN CN202080051965.7A patent/CN114127402A/zh active Pending
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033674 patent/WO2020242843A1/en unknown
- 2020-05-20 CN CN202080052982.2A patent/CN114174660A/zh active Pending
- 2020-05-20 EP EP20731332.1A patent/EP3973162A1/en active Pending
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033682 patent/WO2020236858A1/en unknown
- 2020-05-20 US US16/878,797 patent/US10961949B2/en active Active
- 2020-05-20 EP EP20731331.3A patent/EP3973161A1/en active Pending
- 2020-05-20 US US16/878,773 patent/US10830174B1/en active Active
- 2020-05-20 US US16/878,744 patent/US11022068B2/en active Active
- 2020-05-20 US US16/878,736 patent/US11125184B2/en active Active
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033689 patent/WO2020236863A1/en unknown
- 2020-05-20 US US16/878,858 patent/US11174814B2/en active Active
- 2020-05-20 EP EP20775439.1A patent/EP3973169A1/en active Pending
- 2020-05-20 US US16/878,760 patent/US11181072B2/en active Active
- 2020-05-20 EP EP20731337.0A patent/EP3973159A1/en active Pending
- 2020-05-20 EP EP20731704.1A patent/EP3973163A1/en active Pending
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033699 patent/WO2020236871A1/en unknown
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033695 patent/WO2020236868A1/en unknown
- 2020-05-20 CN CN202080051988.8A patent/CN114127403A/zh active Pending
- 2020-05-20 EP EP20730935.2A patent/EP3973160B1/en active Active
- 2020-05-20 WO PCT/US2020/033721 patent/WO2020236885A2/en unknown
- 2020-11-02 US US17/086,868 patent/US11346302B2/en active Active
-
2021
- 2021-08-20 US US17/407,568 patent/US11608795B2/en active Active
- 2021-10-18 US US17/503,494 patent/US11739711B2/en active Active
-
2022
- 2022-01-28 US US17/587,233 patent/US11629663B2/en active Active
- 2022-05-27 US US17/826,699 patent/US11885279B2/en active Active
-
2023
- 2023-03-20 US US18/186,355 patent/US11976610B2/en active Active
-
2024
- 2024-01-26 US US18/423,553 patent/US20240159201A1/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004068662A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Isuzu Motors Ltd | スターリングエンジンおよびアクチュエータ |
| CN101375018A (zh) * | 2006-01-24 | 2009-02-25 | 阿尔托有限公司 | 电耦合热循环系统及方法 |
| DE102006013468A1 (de) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Josef Gail | Heißgasmaschine |
| US20140311167A1 (en) * | 2011-11-07 | 2014-10-23 | Inventherm, Llc | Ericsson cycle device improvements |
| CN103134234A (zh) * | 2011-11-21 | 2013-06-05 | 桑德克斯有线有限公司 | 环形地设置的斯特林热交换器 |
| CN104704228A (zh) * | 2012-08-06 | 2015-06-10 | I·马约罗斯 | 用于将热量转换成有用功的热力发动机和热力循环 |
| JP5190745B1 (ja) * | 2012-10-29 | 2013-04-24 | 株式会社エイエムシステム | スターリングエンジン発電機起動制御装置 |
| CN103912405A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-09 | 郭远军 | 一种平行运动热能动力机器及其做功方法 |
| US20180087473A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-03-29 | Daniel Bertschi | Double-acting free-piston-stirling cycle machine with linear generator |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114127403A (zh) | 能量转换设备和控制系统 | |
| Zhang et al. | Combined cooling, heating, and power generation performance of pumped thermal electricity storage system based on Brayton cycle | |
| CA2850837A1 (en) | Compressed gas energy storage system | |
| US20210207527A1 (en) | Ultra-high temperature thermal energy storage system | |
| US20130269331A1 (en) | Compressed gas energy storage system | |
| US11296628B2 (en) | System for anticipating load changes | |
| US11009013B2 (en) | Energy conversion device | |
| WO2003102401A1 (en) | Integrated cycle power system and method | |
| CN114127405A (zh) | 能量转换系统和设备 | |
| US10724470B1 (en) | System and apparatus for energy conversion | |
| WO2020236865A1 (en) | System for anticipating load changes | |
| Huang | A New Adiabatic Compressed Air Energy Storage System: Modeling, Design, Optimization, and Experiments | |
| WO2014127784A1 (en) | Asymmetric rotatory stirling engine | |
| Woolhead | Piston control for an Integral Compression Wind Turbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |