CN1978877A - 自由活塞发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机领域和发电领域，其包括：激磁绕组、定子、定子绕组、左分离极、右分离极、内燃机缸、燃烧室、反弹室、内燃机缸盖、混合气喷射器、排气口、电流逆变器、开关、蓄电池，其特征是自由活塞式电枢既作为内燃机的自由活塞又作为发电部件的电枢，装有一组激磁绕组和两组定子绕组的定子的内部是内燃机缸，两定子绕组分别绕在定子的左分离极和右分离极上，内燃机缸中是可以往复运动的自由活塞式电枢，内燃机缸的一端是内燃机缸盖，内燃机缸盖上设有混合气喷射器和排气口。其优点是将内燃机和发电机有机的结合起来，简化了设备，降低了制造加工的成本，机械能直接转化成电能，避免了机械机构传动时的能量损失，能获得较高的能量转换率。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机领域和发电领域，特指一种自由活塞发电机。
背景技术
现有的发电机一般采用发电机和原动机分离的方式，火力发电原动机通过汽缸带动曲轴、曲拐使发电机的转子做圆周运动，水利发电则利用水的落差推动水轮机即原动机带动发电机，实现机械与电能的互换。这种发电机和原动机分离结构的发电机运行方式的弊病较多，如体积较大、结构复杂、电磁转换效率低、能量消耗大等缺点。
而目前公开的所谓发电机和原动机相结合的各种技术中，大部分都没有完全实现发电机和原动机的真正结合，大多都是利用各种形式的动力源驱动活塞，再由活塞带动电机动子运动发电，如专利94112513.0：“往复式发电机”、200420109327.4“一种往复式发电机”、WO0188353：“FREE PISTON ENGINE WITH ELECTRICAL POWER OUTPUT”、JP2003343202：“FREEPISTON ENGINE DRIVING LINEAR GENERATOR”、RU2150014：“FREE-PISTON INTERNAL-COMBUSTIONENGINE WITH LINEAR AC GENERATOR”都是这样的。
此外，还有部分发明利用带磁性的活塞和螺线圈作为发电部件，发电效率太低，如专利US4403153：“FREE-PISTON ELECTRIC CURRENT GENERATOR”，而发电效率好一点的往复式发电机如专利US3891874：“COMPENSTATED RECIPROCATING ELECTRODYNAMIC MACHINE”所述的装置，但是该专利却需要外加其他的动力源来驱动。
发明内容
为了避免和克服上述不足，本发明的目的是提供一种利用内燃机的自由活塞的往复运动直接发电的自由活塞发电机。
实现本发明的技术方案为：
自由活塞发电机包括：激磁绕组、定子、定子绕组、左分离极、右分离极、内燃机缸、燃烧室、反弹室、内燃机缸盖、混合气喷射器、排气口、电流逆变器、开关、蓄电池，其特征是自由活塞式电枢既作为内燃机的自由活塞又作为发电部件的电枢，发电机的启动靠电磁力来完成，装有一组激磁绕组和两组定子绕组的定子的内部是内燃机缸，两定子绕组分别绕在定子的左分离极和右分离极上，内燃机缸中是可以往复运动的自由活塞式电枢，自由活塞式电枢的左端是反弹室、右端是燃烧室，内燃机缸的一端是内燃机缸盖，内燃机缸盖上设有混合气喷射器和排气口，两组定子绕组与电流逆变器串联后接到A、B两点，蓄电池和负载分别串联一个开关后也接到A、B两点。
所述自由活塞发电机的定子和自由活塞式电枢均由磁性能极好且电阻率高的耐热材料制成。
所述自由活塞发电机的定子的左分离极和右分离极的横截面积要相等，形状要相同。
所述自由活塞发电机的自由活塞式电枢的截面大小应保证在内燃机缸的上止点时正好与定子的右分离极的截面大小相等，下止点时正好与定子的左分离极的截面大小相等。
本发明的优点是：
(1)将内燃机和发电机有机的结合起来，简化了设备，降低了制造加工的成本。
(2)机械能直接转化成电能，避免了机械机构传动时的能量损失，能获得较高的能量转换率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图，
图2是本发明实施例的电路原理图。
如图所示，图中标号分别代表：1.激磁绕组 2.定子 3.反弹室 4.7定子绕组 5.左分离极 6.自由活塞式电枢 8.右分离极 9.内燃机缸 10.内燃机缸盖 11.燃烧室 12.混合气喷射器 13.排气口 14.电流逆变器 15.开关 16.蓄电池 17.开关 18.负载。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中装有一组激磁绕组(1)和两组定子绕组(4)(7)的定子(2)的内部是内燃机缸(9)，内燃机缸(9)中是可以往复运动的自由活塞式电枢(6)，自由活塞式电枢(6)的左端是反弹室(3)、右端是燃烧室(11)，内燃机缸(9)的一端是内燃机缸盖(10)，内燃机缸盖(10)上设有混合气喷射器(12)和排气口(13)，其中，定子(2)和自由活塞式电枢(6)均由磁性能极好且电阻率高的耐热材料制成，定子(2)的左分离极(5)和右分离极(8)的横截面积要相等，形状要相同，左分离极(5)和右分离极(8)分别绕有定子绕组(4)、(7)，自由活塞式电枢(6)的的截面大小应保证在内燃机缸(9)的上止点时正好与定子的右分离极(8)的截面大小相等，下止点时正好与定子的左分离极(5)的截面大小相等。
如图2所示，两组定子绕组(4)、(7)与电流逆变器(14)串联后接到A、B两点，蓄电池(16)和负载(18)分别串联一个开关(15)、(17)后也接到A、B两点。
使用时，闭合开关(15)，蓄电池(16)中发出的电流经电流逆变器(14)转化成交流电，两组定子绕组(4)、(7)相应的发出交变的磁场，交变的磁场作用于自由活塞式电枢(6)往复运动，这样就完成了发电机的启动工作，这时关闭开关(15)，打开开关(17)，就可对负载(18)供电了，当不需要发电时，只需关闭混合气喷射器(12)即可。
Claims (4)
1、自由活塞发电机，它包括：激磁绕组(1)、定子(2)、定子绕组(4)(7)、左分离极(5)、右分离极(8)、内燃机缸(9)、燃烧室(11)、反弹室(3)、内燃机缸盖(10)、混合气喷射器(12)、排气口(13)、电流逆变器(14)、开关(15)、蓄电池(16)，其特征是定子(2)的内部是内燃机缸(9)，两定子绕组(4、7)分别绕在定子(2)的左分离极(5)和右分离极(8)上，内燃机缸(9)中是既作为内燃机的自由活塞又作为发电部件的电枢的自由活塞式电枢(6)，自由活塞式电枢(6)的左端是反弹室(3)、右端是燃烧室(11)，内燃机缸(9)的一端是内燃机缸盖(10)，内燃机缸盖(10)上设有混合气喷射器(12)和排气口(13)，两组定子绕组(4、7)与电流逆变器(14)串联后接到A、B两点，蓄电池(16)和负载(18)分别串联一个开关(15、17)后接到A、B两点。
2、根据权利要求1所述的自由活塞发电机，其特征在于：定子(2)和自由活塞式电枢(6)均由磁性能好且电阻率高的耐热材料制成。
3、根据权利要求1所述的自由活塞发电机，其特征在于：定子的左分离极(5)和右分离极(8)的横截面积相等，形状相同。
4、根据权利要求2所述的自由活塞发电机，其特征在于：自由活塞式电枢(6)的截面大小为在内燃机缸(9)的上止点时正好与定子的右分离极(8)的截面大小相等，下止点时正好与定子的左分离极(5)的截面大小相等。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090322098A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Cohen Kenneth J | Integrated combustion and electric hybrid engines and methods of making and use thereof |
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-
2006
- 2006-11-03 CN CN 200610097402 patent/CN1978877A/zh active Pending
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