方向上被卷绕的情况中是特别方便的。图13示出这样实施方案的实例。为了清楚起见，在第二磁芯36内，换能器的轴向中心部分84没有详细示出。在中心部分84的左手侧，单个线圈组件38被提供用于第二磁芯36中的每一个。这样的布置从而与上述参考图2至图12的实施方案相同。在中心部分84的右手侧，相反地，线圈80被组合到单个线圈组件82中。线圈80形成环路，在换能器的一侧上的所有第二磁芯36穿过该环路。这种配置在第二磁芯36是可拆卸地情况下时特别容易实现的。当第二磁芯36处于分离状态时可以连接在一起以形成子组件。然后，仅需要单个卷绕操作以添加线圈80。除了减少卷绕工艺的数量之外，该方法还可以基于线圈尺寸降低所需导体的量。
[0055]在图2至图13中所描述的布置适用于发电机或电动机(取决于是否存在从移动电枢24到线圈38的净转移能量，或反之亦然)。
[0056]在实施方案中，换能器被配置成作为斯特林循环发动机的一部分来运行。图14是一种可能的配置的示意图。在示出的实施方案中，斯特林发动机50包括膨胀器52和连接到冷却器-再生器-加热器组件(分别为92、94、96)的压缩机54。膨胀器52包括被配置为在膨胀体积58内往复运动的膨胀活塞56。压缩机54包括被配置为在压缩体积62内往复运动的压缩活塞60。根据本发明的实施方案的两个换能器被提供为分别与在所示实施方案中的膨胀器52和压缩机54相互作用。在其它实施方案中，只有单个换能器可以被提供以与膨胀器52或者与压缩机54相互作用。配置成与膨胀器52相互作用的换能器66被配置为充当线性发电机。在本实施方案中，换能器66的气体密闭结构26被耦合到膨胀器52，以限定封闭体积，并且电枢24被配置成与膨胀活塞56 —起移动。被配置成与压缩机54相互作用的换能器68充当线性电动机。换能器68的压力密闭容器结构26被耦合到压缩机54中，以这样的方式来限定封闭体积，并且电枢24被配置成与压缩活塞60 —起移动。
【主权项】
1.一种机电换能器，包括: 至少两个磁通模块，每个磁通模块限定具有间隙的磁路； 电枢，所述电枢配置成沿纵轴穿过所述间隙移动；以及 气体密闭结构，所述气体密闭结构横向包围所述电枢，其中: 所述至少两个磁通模块被设置在所述气体密闭结构的外面；并且所述电枢包括横向于所述间隙外面的加强部分，所述加强部分在平行于所述间隙中的磁通的方向上比所述间隙中的至少一个间隙更宽。
2.根据权利要求1所述的换能器，其中: 所述磁通模块中的每一个磁通模块包括限定所述间隙的第一磁芯和用于支撑线圈的第二磁芯，所述线圈用于链接所述磁通模块或在所述磁通模块的磁路内产生磁通。
3.根据权利要求2所述的换能器，其中: 所述第一磁芯和所述第二磁芯彼此成为一体。
4.根据权利要求2所述的换能器，其中: 所述第二磁芯可拆卸地连接到所述第一磁芯。
5.—种机电换能器，包括: 至少两个磁通模块，每个磁通模块限定具有间隙的磁路； 电枢，所述电枢配置成沿纵轴穿过所述间隙移动；以及 气体密闭结构，所述气体密闭结构横向包围所述电枢，其中: 所述至少两个磁通模块被设置在所述气体密闭结构的外面； 所述磁通模块中的每个磁通模块包括限定所述间隙的第一磁芯和用于支撑线圈的第二磁芯，所述线圈用于链接所述磁通模块或在所述磁通模块的磁路内产生磁通；并且所述第二磁芯可拆卸地连接到所述第一磁芯。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的换能器，其中: 所述气体密闭结构对于预定的纵向距离在所述气体密闭结构的整个外表面上通过所述气体密闭结构的横向外部的元件来支撑，以便在预定长度上抵抗由于所述气体密闭结构的内部和外部的压力差造成的所述气体密闭结构的变形。
7.根据权利要求6所述的换能器，其中: 所述磁通模块和/或用于支撑所述磁通模块的框架提供了表面，所述表面在预定的纵向距离上与气体密闭结构的全部外表面齐平，以便提供支撑。
8.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中: 所述电枢包括一个或多个永久磁铁。
9.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中: 所述电枢包括一个或多个磁芯并且具有缠绕所述一个或多个磁芯的线圈。
10.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中: 所述至少两个磁通模块包括一个或多个磁通模块对。
11.根据权利要求10所述的换能器，其中，每个磁通模块对是相同的。
12.根据权利要求10或11所述的换能器，其中: 所述磁通模块对中的一个磁通模块包括仅在平行于所述间隙的宽度且平行于纵轴的平面的一侧上的线圈； 其它磁通模块包括仅在所述平面的另一侧上的线圈。
13.根据权利要求12所述的换能器，其中，所述磁通模块对的一个磁通模块的线圈在纵向方向上与所述磁通模块对的另一磁通模块的线圈至少部分重叠。
14.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中，所述气体密闭结构包括具有小于0.5mm的厚度的壁。
15.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，包括缠绕在包含两个或多于两个所述第二磁芯的环路中的线圈。
16.—种电动机，包括: 根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中所述电枢包括一个或多个永久磁铁；以及 动力源，所述动力源用于驱动所述至少两个磁通模块以在间隙中产生磁通量，所述电枢的一个或多个磁铁被配置成响应于所产生的磁通量而生成所述电枢的运动。
17.—种发电机，包括: 根据权利要求1-15中任一项所述的换能器，其中所述电枢包括一个或多个永久磁铁，所述一个或多个永久磁铁被配置使得一个或多个磁铁通过一个或多个间隙的运动在链接所述一个或多个间隙的磁路中的磁通的线圈里产生电流。
18.一种斯特林循环发动机，包括: 膨胀器，所述膨胀器包括被配置成在膨胀体积内往复运动的膨胀活塞；和 压缩机，所述压缩机包括被配置成在压缩体积内往复运动的压缩活塞；以及 根据前述权利要求中任一项所述的换能器。
19.根据权利要求18所述的发动机，其中: 所述换能器被配置成与所述压缩机相互作用以作为线性电动机。
20.根据权利要求19所述的发动机，其中: 所述换能器的气体密闭结构被耦合到所述压缩机，以限定封闭的体积，并且所述电枢被配置成与所述压缩活塞一起移动。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的发动机，其中: 所述换能器被配置为与所述膨胀器相互作用以作为线性发电机。
22.根据权利要求21所述的发动机，其中: 所述换能器的气体密闭结构被耦合到所述膨胀器，以限定封闭的体积，并且所述电枢被配置成与所述膨胀活塞一起移动。
23.一种机电换能器，其被构造和布置成基本上如前面参照图2-13所描述和/或如在图2-13中所说明的来运行。
24.一种斯特林发动机，其被构造和布置成基本上如前面参照图2-14所描述和/或如在图2-14所说明的来运行。
【专利摘要】提供了一种改进的机电换能器。在实施方案中，所述换能器包括至少两个磁通模块，每个限定具有间隙的磁路；配置成沿纵轴穿过间隙移动的电枢；以及横向包围所述电枢的气体密闭结构，其中：所述至少两个磁通模块被提供在气体密闭结构的外面；并且所述电枢包括在所述间隙横向外部的加强部分，该加强部分在平行于所述间隙中的磁通的方向上比所述间隙中的至少一个更宽。
【IPC分类】H02K5-128, F02G1-043, H02K7-18, F25B9-14, H02K41-03, H02K1-14
【公开号】CN104584397
【申请号】CN201380031251
【发明人】迈克尔·威廉·戴德
【申请人】埃西斯创新有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年5月30日
【公告号】EP2862261A2, US20150171706, WO2013186529A2, WO2013186529A3