自由活塞式温差发电机活塞定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电机的技术领域，也可能涉及发动机的技术领域，尤其是涉及一种自由活塞式温差发电机(参见专利申请号201510584952.7)。
【背景技术】
[0002]自由活塞式温差发电机(参见专利申请号201510584952.7)可直接把温差转化为电力输出，没有机械传动机构，中间环节小，能量转化效率高，在节能和新能源领域有非常广泛的应用前景。但专利申请号201510584952.7所提出的自由活塞式温差发电机，其中的自由活塞没有定位装置，活塞活动过于自由，不易控制。另外在活塞运动时，整个活塞的表面与气缸接触，较大的接触面积会产生较大的摩擦阻力，影响发电机效率；同时，长时间的摩擦也容易导致自由活塞表面产生损伤，减少自由活塞的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种应用于自由活塞式温差发电机的活塞定位装置。本发明的技术方案是:一种自由活塞式温差发电机活塞定位装置，包括ECU、开关式热交换装置组合、气缸、自由活塞、气缸盖，还包括自由活塞轴、导轨、调节腔。
[0004]所述的自由活塞轴的两端覆盖有帽状自润滑材料，所用的自润滑材料为聚四氟乙烯树脂。
[0005]所述的自由活塞轴处于自由活塞圆心处，与自由活塞紧密连接，亦可与自由活塞实现一体化设计。
[0006]所述的导轨处于气缸盖的中心处，与气缸盖紧密连接，亦可与气缸盖实现一体化设计。
[0007]所述的导轨呈圆管状，中心的孔道供活塞轴活动。
[0008]所述的导轨的气缸外部装置有调节腔，调节腔用于调节导轨内的气压变化。
[0009]所述的自由活塞表面和气缸之间留有微小的缝隙，避免直接接触。
[0010]所述的导轨左右两侧高度对称。
[0011]所述的自由活塞轴左右两侧高度对称。
[0012]本发明的有益效果
[0013]在自由活塞式温差发电机中加入定位装置以后，可使自由活塞的活动更加稳定，提高可控制性。同时，与自由活塞表面与气缸直接接触相比，通过活塞轴与导轨接触，可以减少自由活塞和气缸接触表面的磨损，提高活塞和气缸的使用寿命；通过活塞轴与导轨接触，接触面积小因而摩擦阻力也小，可以提高工作效率；在自由活塞式温差发电机中加入定位装置以后，还可发展各种检测手段，以达到对其高效控制的目的。该技术方案可提高自由活塞式温差发电机的效率和寿命，有利于自由活塞式温差发电机的推广应用，使其能够应用在太阳能光热发电、工业废热回收、汽车发动机废热回收、利用液化空气进行储能发电等领域，对于发展可再生能源以替代传统能源、废热利用等领域都将产生巨大的作用，可对节能减排、保护环境以及工业转型升级作出巨大贡献，将促使一个绿色工业文明时代的到来。
【附图说明】
[0014]图1为自由活塞式温差发电机整体组成结构示意图；
[0015]图中1.左侧开关式热交换装置组合中的加热器、2.左侧开关式热交换装置组合中的出气门、3.导电线圈、4.E⑶控制单元、5.永久磁铁、6.自由活塞、7.右侧开关式热交换装置组合中的出气门、8.右侧开关式热交换装置组合中的加热器、9.右侧开关式热交换装置组合中的换气门、10.右侧开关式热交换装置组合中的冷却器、11.右侧开关式热交换装置组合中的进气门、12.调节腔、13.导轨、14.自由活塞轴、15.左侧开关式热交换装置组合中的进气门、16.左侧开关式热交换装置组合中的冷却器、17.左侧开关式热交换装置组合中的换气门。
[0016]实施方式
[0017]实施例一:参见图1，一种自由活塞式温差发电机活塞定位装置，包括E⑶、开关式热交换装置组合、气缸、自由活塞、气缸盖，还包括自由活塞轴、导轨、调节腔。
[0018]所述的自由活塞轴的两端覆盖有帽状自润滑材料，所用的自润滑材料为聚四氟乙烯树脂。
[0019]所述的自由活塞轴处于自由活塞圆心处，与自由活塞紧密连接，亦可与自由活塞实现一体化设计。
[0020]所述的导轨处于气缸盖的中心处，与气缸盖紧密连接，亦可与气缸盖实现一体化设计。
[0021]所述的导轨呈圆管状，中心的孔道供活塞轴活动。
[0022]所述的导轨的气缸外部装置有调节腔，调节腔用于调节导轨内的气压变化。
[0023]所述的自由活塞表面和气缸之间留有微小的缝隙，避免直接接触。
[0024]所述的导轨左右两侧高度对称。
[0025]所述的自由活塞轴左右两侧高度对称。
[0026]本发明提出了一种自由活塞式温差发电机活塞定位装置，该装置可以让自由活塞式温差发电机(参见专利申请号201510584952.7)运转更稳定、效率更高，同时还可以有更长的使用寿命。
[0027]该定位装置在自由活塞中加上一个活塞轴，活塞轴与自由活塞紧密连接为一体，以便耐受高强度的机械运动，在实际应用中，自由活塞和自由活塞轴可设计为一体。
[0028]同时，在左右两侧的气缸壁上增加加了一个导轨，导轨与气缸盖紧密连接，可设计为一体。
[0029]导轨设计为圆管状，相应地，自由活塞轴也被设计为圆形。
[0030]在运行时，自由活塞轴被限制在导轨内水平方向移动，限制了垂直方向的移动，以此提尚自由活塞运动的稳定性。
[0031]增加了活塞轴和导轨以后，自由活塞与气缸的接触就变成了活塞轴与导轨的接触，接触的面积更小。而活塞表面和气缸之间留有微小缝隙，使自由活塞表面和气缸表面不直接接触。这样的设计减少了运行过程中产生的摩擦损失，可以提高自由活塞式温差发电机的整体效率。也可以提高自由活塞和气缸的使用寿命。
[0032]考虑到自由活塞轴和导轨被封闭在气缸内部，设计润滑系统比较困难，因此在活塞轴的两端包覆有自润滑材料，所用的材料为聚四氟乙烯树脂。这种材料本身所具有的自润滑性质，保证了活塞轴和导轨之间的接触面具有较低的摩擦系数。
[0033]当自由活塞轴在导轨内移动时，导轨内部的气压会发生变化，因此定位装置还充当了一个气体弹簧的作用。为此，在气缸外部还设置了一个调节腔，与导轨连通。
[0034]调节腔的作用是调节自由活塞移动时导轨内部的气压变化，前面提高定位装置充当了一个气体弹簧的作用，那么调节的体积大小就决定了这个气体弹簧的弹性系数。当调节腔的空间较大时，自由活塞移动时产生的气压变化就比较小，相当于一个较小的弹性系数；当调节腔的空间较小时，活塞移动产生的气压变化就比较大，相当于一个较大的弹性系数。
[0035]所述的自由活塞轴左右两侧高度对称。所述的导轨左右两侧高度对称。高度对称的设计可以提高自由活塞式发电机运行时的稳定性，减少震动，也可以降低设计工作的难度。
【主权项】
1.一种自由活塞式温差发电机活塞定位装置，包括ECU、开关式热交换装置组合、气缸、自由活塞、气缸盖，还包括自由活塞轴、导轨、调节腔。2.根据权利要求1所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的自由活塞轴的两端覆盖有帽状自润滑材料，所用的自润滑材料为聚四氟乙烯树脂。3.根据权利要求1所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的自由活塞轴处于自由活塞圆心处，与自由活塞紧密连接，亦可与自由活塞实现一体化设计。4.根据权利要求1所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的导轨处于气缸盖的中心处，与气缸盖紧密连接，亦可与气缸盖实现一体化设计。5.根据权利要求1、4所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的导轨呈圆管状，中心的孔道供活塞轴活动。6.根据权利要求1、4所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的导轨的气缸外部装置有调节腔，调节腔用于调节导轨内的气压变化。7.根据权利要求1所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的自由活塞表面和气缸之间留有微小的缝隙，避免直接接触。8.根据权利要求1所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的导轨左右两侧高度对称。9.根据权利要求1所述的自由活塞式温差发电机活塞定位装置，其特征是:所述的自由活塞轴左右两侧高度对称。
【专利摘要】一种自由活塞式温差发电机活塞定位装置，包括ECU、开关式热交换装置组合、气缸、自由活塞、汽缸盖，还包括自由活塞轴、导轨、调节腔。所述的自由活塞轴的两端覆盖有帽状自润滑材料，所用的自润滑材料为聚四氟乙烯树脂。所述的自由活塞轴处于自由活塞圆心处，与自由活塞紧密连接。所述的导轨处于气缸盖的中心处，与气缸盖紧密连接，亦可与气缸盖实现一体化所述的导轨呈圆管状，中心的孔道供活塞轴活动。所述的导轨的外侧装置有调节腔，调节腔用于调节导轨内的气压变化。定位装置可使运行更加平稳，还可减少摩擦损失，使自由活塞式温差发电机的整体工作效率更高。
【IPC分类】F01B11/00, F01B29/10, F01B23/10, F01B31/00
【公开号】CN105257340
【申请号】CN201510744291
【发明人】虞一扬
【申请人】上海领势新能源科技有限公司, 虞一扬
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月5日