专利名称：热变电制冷、发电机的制作方法
发明所属领域制冷、发电本发明涉及一种新型的制冷机、发电机。其主要结构由一个能在周期性变化的温度作用下将热能转换成电能的换能器安装在一个往复式压气机的汽缸上组成。利用活塞在汽缸中做往复运动时，周期性地使汽缸中的工作气体压缩、膨胀，同时工作气体的温度随之周期性不断变化。温度变化的工作气体作用于安置在汽缸顶部的换能器产生电能输出，由于工作气体的部分热能被换能器转换成电能，所以工作气体温度下降，从而可同时实现制冷、发电两种功能。根据需要可分别制成制冷机或发电机。
本发明与传统制冷机相比，具有结构简单的优点，其没有复杂的散热装置；与传统的发电机相比，是一种新的发电方式。
本发明的任务是制造出结构简单、成本低、节能的制冷机或结构简单、效率高的发电机。
发明内容
本发明的任务是通过下列技术方案解决的本发明结构见说明书附
图1主要由压气机(A)、换能器(B)和外壳(C)组成。换能器安装在汽缸顶部，换能器中关键元件与汽缸相通并密封外壳密封，壳内充有工作气体。
其工作原理<1>电动机或其它动力1，通过连杆2带动活塞4在气缸3中做往复运动；<2>活塞4在排气口5至下止点8向下运动做功时，缸内工作气体被压缩、温度升高，高温气体将换能器(B)中与汽缸相通的关键元件加热，气体部分热能被换能器转换成电能输出壳外。(换能器的结构及工作原理后述)；<3>活塞4从下止点8至排气口5之间向上运动时，气体对活塞做功，气体膨胀、温度下降，同时换能器中关键元件温度下降，气体部分热能再次被换能器转换成电能输出壳外；<4>由于工作气体中部分热能被转换成电能输出壳外，活塞4在下止点8至排气口5之间向上运动时，缸内气体温度降至原同体积温度以下，压强逐步减小，当缸内气体压强降至缸外压强以下时，单向进气阀6打开，缸外气体进入缸内，并在缸内混合；<5>活塞到达上止点7后，在上止点7至排气口5之间向下运动时，单向进气阀6关闭，缸内部分混合气体通过排气口5排出缸外，一个循环过程结束。这一过程同时实现制冷、发电两种功能。如单纯制冷，可将换能器输出的电能反馈至电动机，作为电动机用电补偿。
换能器工作原理换能器的功能是在周期性温度变化的工作气体的作用下将部分热能转换成电能，其关键元件是利用某些材料在温度变化时，它的磁导率、相对介电常数会发生变化或发生形变等性质制成。因此可用多种方法制成。本发明主要列举三种。
一热磁换能器<该换能器为首选>。结构见说明书附图2。由<1>普通电磁铁铁芯10；<2>永久磁铁11(11可用激励线圈代替)；<3>线圈13；<4>温变敏感磁铁装置12组成。温变敏感磁铁装置12为本换能器关键元件，根据工作温度情况选用磁导率受温度影响较大的磁性材料(如制造冰箱制冷机，可选用居里温度在70℃左右的磁性材料)轧成薄片镶嵌在普通电磁铁铁芯空隙中制成。镶嵌方式见说明书附图3。
工作原理<1>永久磁铁11、普通电磁铁铁芯10和温变敏感磁铁装置12，形成一个闭合磁路；<2>当温变敏感磁铁装置12被工作气体加热时，温变敏感磁铁装置12中的磁性材料磁导率下降，普通电磁铁铁芯10中磁通量减少；<3>当温变敏感磁铁装置12的温度随工作气体温度下降而下降时，温变敏感磁铁装置12中的磁性材料磁导率增大，普通电磁铁铁芯10中磁通量增大；<4>普通电磁铁铁芯10中磁通量变化在线圈13中产生感生电流输出。
二电容换能器。结构见说明书附图4。由<1>电容器15；<2>电感器16；<3>直流电源17组成。电容器15为本换能器中的关键元件，电容器用介电常数受温度变化影响较大的材料制成。
工作原理<1>由直流电源给电容15充电；<2>当电容15被工作气体加热、冷却交替变化时，电容量随之发生变化，在回路中产生交变电流；<3>回路中产生的交变电流通过电感器16将电能输出。
三记忆合金换能器。其结构见说明书附图5。由<1>线圈13；<2>普通电磁铁铁芯10；<3>永久磁铁11；<4>活动磁铁19；<5>记忆合金弹簧18组成。记合金弹簧18为本换能器中的关键元件，根据记忆合金随温度变化会发生形变的性质制成。记忆合金弹簧18一端固定于活动磁铁19，另一端固定于汽缸3。
工作原理<1>永久磁铁11，普通电磁铁铁芯10和活动磁铁19形成一个闭合磁路；<2>当记忆合金弹簧18被工作气体加热、冷却时，记忆合金弹簧18发生形变并带动活动磁铁19上下运动；<3>上下运动的活动磁铁引起普通电磁铁铁芯10中的磁通量变化；<4>普通电磁铁铁芯10中磁通量变化在线圈13中产生感生电流输出。
该发明原理可应用于任何有温度交替变化的场合，如将换能器安装到内燃机汽缸内顶部，当内燃机做功、排气、吸气、压缩工作过程中，缸内温度会周期性变化，换能器就可将部分热能转换成电能。具体实施实例见说明书附图6。
权利要求
1.将能在周期性变化的温度作用下，将热能转换成电能的换能器安装在往复式压气机或类似装置的汽缸上，利用活塞在汽缸中做往复运动造成的工作气体温度变化作用于换能器，通过换能器将工作气体热能转换成电能的方法制成的制冷机或发电机及其装置。本发明的特征是换能器安装在汽缸上，并制成具有制冷或发电功能的装置。
2.权利要求<1>所述装置中的一种换能器热磁换能器。其特征是磁导率受温度变化影响较大的磁性材料安装在汽缸内；与汽缸外磁性材料形成闭合磁路；并作为制冷或发电的换能器件使用。
3.权利要求<1>所述装置中的一种换能器记忆合金换能器。其特征是形变受温度影响较大的记忆合金弹簧安装在汽缸内，并能带动汽缸内的一块活动磁性材料；活动磁性材料与汽缸外磁性材料形成闭合磁路；并作为制冷或发电的换能器件使用。
4.权利要求<1>所述装置中的一种换能器电容换能器。其特征是电容安装在汽缸内；并作为制冷或发电的换能元器件使用。
全文摘要
本发明涉及一种新型的制冷机或发电机。其由一个能在周期性变化的温度作用下将热能转换成电能的换能器安装在一个往复式压气机的汽缸上组成。利用电动机或其它动力带动活塞在汽缸中做往复运动时，周期性地使汽缸中的工作气体发生压缩、膨胀，同时气体温度随之发生周期性变化，温度变化的工作气体作用于换能器，工作气体的部分热能被换能器转换成电能输出，从而使缸内工作气体的温度下降。本发明可同时实现制冷和发电两种功能，根据需要可分别制成制冷机或发电机。如单纯制冷，可将换能器输出的电能反馈回电动机使用。本发明的一种实施实例见发明说明书摘要附图。
文档编号F03G7/00GK1525064SQ0315787
公开日2004年9月1日 申请日期2003年9月13日 优先权日2003年9月13日
发明者史明生 申请人:史明生