涡轮复合自由活塞式线性交流发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102536453A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102536453A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110462145.X(22)申请日2011.11.04(30)优先权数据61/4103422010.11.04US13/2773212011.10.20US(71)申请人通用汽车环球科技运作有限责任公司地址美国密执安州(72)发明人R·P·杜雷特V·戈帕拉克里什南P·M·纳特(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人薛峰杨楷(51)Int.Cl.F02B71/04(2006.01)F01N5/04(2006.01)F02B37/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1111页页附图附图44页(54)发明名称涡轮复合自由活塞式线性交流发电机(57)摘要本发明涉及涡轮复合自由活塞式线性交流发电机。具体地，一种自由活塞式交流发电机，包括一对活塞，每个活塞轴向上彼此相对且当在汽缸内线性移动时产生电流，设置在所述活塞之间的燃烧室，返回机构，其被配置来在燃烧之后将所述活塞从各自的第二位置返回到各自的第一位置；和排气系统，其流体联接到所述燃烧室并包括将废气流压力转换为机械输出的动力涡轮机。CN1025364ACN102536453A权利要求书1/2页1.一种自由活塞式线性交流发电机，包括：一对活塞，每个活塞轴向上彼此相对且当活塞在汽缸内线性移动时产生电流；设置在所述活塞之间的燃烧室；返回机构，其被配置为在燃烧之后将所述活塞分别从各自的第二位置返回到各自的第一位置；和排气系统，其流体联接到所述燃烧室并包括将废气流压力转换为机械输出的动力涡轮机。2.如权利要求1所述的自由活塞式线性交流发电机，其中所述返回机构包括一对弹力室，每个弹力室设置在各自的活塞和汽缸的各个外端之间，每个弹力室包括被配置为将各个活塞从各自的第二位置返回到各自的第一位置的基本上被束缚的空气。3.如权利要求2所述的自由活塞式线性交流发电机，其中当相应的活塞从各自的第一位置向各自的第二位置移动时，所述各个弹力室内的基本上被束缚的空气被压缩，并且所述压缩的基本上被束缚的空气向对应的活塞施加回复力，以将对应的活塞从各自的第二位置返回到各自的第一位置。4.如权利要求2所述的自由活塞式线性交流发电机，还包括：每个活塞具有各自的头部和各自的滑动部分，所述燃烧室设置在活塞的各个滑动部分的各个近端之间；以及一对扫气室，每个扫气室分别设置在汽缸外壁、各个活塞的各自的滑动部分的各自的外壁和各个活塞的各自的头部的各自的近端之间，各个活塞的头部具有靠近各个扫气室的各个近端，靠近各个弹力室的各个远端，从而在各个扫气室和各个弹力室之间形成座。5.如权利要求4所述的自由活塞式线性交流发电机，其中当相应的活塞从各自的第一位置移动到各自的第二位置时各个扫气室通过至少一个相应的扫气入口吸入进气流，当相应的活塞从各自的第二位置移动到各自的第一位置时各个扫气室通过至少一个相应的扫气出口将吸入的进气流输送至储气室，当活塞处于各自的第二位置时，储气室内的被输送的进气流在扫气阶段被吸入燃烧室。6.如权利要求1所述的自由活塞式线性交流发电机，还包括：一对外室，每个外室设置在各个活塞和汽缸的各个外端之间；以及所述返回机构包括一对返回部件，每个返回部件设置在各个外室的内部，每个返回部件被配置为在燃烧之后将各个活塞从各自的第二位置返回到各自的第一位置。7.如权利要求6所述的自由活塞式线性交流发电机，其中当相应的活塞从各自的第二位置向各自的第一位置移动时，每个外室通过各个入口吸入进气流，并且其中在相应的活塞从各自的第一位置移动到各自的第二位置时各个外室通过各自的出口将吸入的进气流排出。8.如权利要求1所述的自由活塞式线性交流发电机，其中所述燃烧发生在两个冲程循环中，并且各个活塞的所述线性移动包括由所述燃烧驱动的各个活塞从各自的第一位置到各自的第二位置的第一冲程以及各个活塞从各自的第二位置到各自的第一位置的第二冲程。9.一种用来控制自由活塞式线性交流发电机的方法，所述自由活塞式线性交流发电机具有一对相对活塞和设置在相对活塞之间的燃烧室，所述方法包括：2CN102536453A权利要求书2/2页响应于燃烧事件，将各个活塞从各自的内止点位置向各自的外止点位置向外驱动；将各个活塞从各自的外止点位置向内返回至各自的内止点位置，为随后的燃烧事件做准备；将来自燃烧室的废气流排入排气系统；利用动力涡轮机，将排气系统内的废气流的压力转换为机械输出；和当各个活塞在各自的内止点位置和各自的外止点位置之间移动时产生电流，各个活塞包括永磁体和绕组中的一个，该各个活塞包括永磁体和绕组中的一个与位于汽缸壁上的永磁体和绕组中的另一个相互