能量转化器及方法技术

用于从温度差中产生动力的发动机，具有低成本，高效率，操作噪音小，部件损耗最低的优点，并且可以从低级别热源中产生动力或进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能量转化
，并且特别地涉及冷循环发动机，和加热和冷却泵。
技术介绍
传统热力发动机，例如斯特林发动机，能从外部热源产生动力。热源可以是低成本 或免费的，例如生产过程产生的废热，但斯特林循环本身需要沉重和昂贵的发动机，由于费 用和重量的原因导致在许多应用场合不能使用。斯特林发动机的另一局限性是工作流体在 发动机的每个循环必须加热和冷却。这限制了发动机操作的速度并且需要非常复杂的热量 交换器。 其它传统的热力发动机，例如使用兰金循环的蒸汽机，需要发动机中的工作流体 在发动机的操作过程中改变相位。对于特殊的操作流体，例如水，发动机需要温度超过操作 流体沸点的热源，对于水来说沸点是能量转化器ioo摄氏度，以便使流体在兰金循环过程 中转变为气体。兰金循环在热源温度随时间而改变或只有温度的细微变化才能控制发动机 的应用场合并不容易地进行。
技术实现思路
在一个实施例中，能量转化器包括通道，通道定义了闭环回路并包含在正常操作 条件下至少部分大被压縮至压力在大气压力以上的流体。可压縮流体在闭环回路中具有正 常的相位。压力位移耦合界面位于闭环回路上并且将闭环回路分成第一能量转化回路和第 二能量转化回路。在操作过程中，第一能量转化回路和第二能量转化回路具有不同的压力， 其中一个的压力大于另一个的压力。随着操作的进行，压力的不同可能颠倒。位于第一能 量转化回路的第一流动控制装置调整以允许脉动流穿过第一能量转化回路并且能量转化 穿过压力位移耦合界面。位于第二能量转化回路的第二流动控制装置调整以允许脉动流穿 过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。第一流动控制装置和第二流动 控制装置调整以允许第一能量转化回路和第二能量转化回路的脉动流混合以形成围绕闭 环回路的流动。输入输出装置与压力位移耦合界面相连以将能量输入到压力位移耦合界面 或从压力位移耦合界面排出。 在另一实施例中，能量转化器包括通道，通道定义了闭环回路并包括优选压力大 于大气压力的可压縮的流体。压力位移耦合界面位于闭环回路上并且将闭环回路分成第一 能量转化回路和第二能量转化回路。在操作过程中，第一能量转化回路和第二能量转化回 路具有不同的压力，其中一个的压力大于另一个的压力。随着操作的进行，压力的不同可能 颠倒。位于第一能量转化回路的第一流动控制装置调整以允许脉动流穿过第一能量转化回 路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。位于第二能量转化回路的第二流动控制装置调整 以允许脉动流穿过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。第一流动控制 装置和第二流动控制装置是回转阀被调整以允许第一能量转化回路和第二能量转化回路 的脉动流混合以建立围绕闭环回路的流动。输入输出装置与压力位移耦合界面相连以将能量输入到压力位移耦合界面或从压力位移耦合界面排出。回转阀优选是电力驱动的，并且 优选在连续方向上旋转。 在另一实施例中，能量转化器包括通道，通道定义了闭环回路并包括优选压力大 于大气压力的可压縮的流体。压力位移耦合界面包括包含在管道中的电磁控制的旋转活 塞，在不同压力下其在闭环回路侧面之间延伸并将闭环回路分成第一能量转化回路和第二 能量转化回路，管道至少形成汽缸的一部分。在操作过程中，第一能量转化回路和第二能量 转化回路具有不同的压力，其中一个的压力大于另一个的压力。随着操作的进行，压力的不 同可能颠倒。位于第一能量转化回路的第一流动控制装置调整以允许脉动流穿过第一能量 转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。位于第二能量转化回路的第二流动控制装 置调整以允许脉动流穿过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。电磁控 制的旋转活塞至少一部分设计为用作第一能量转化回路和第二能量转化回路的至少一部 分。第一流动控制装置和第二流动控制装置调整以允许第一能量转化回路和第二能量转化 回路的脉动流混合以建立围绕闭环回路的流体。输入输出装置与压力位移耦合界面相连以 将能量输入到压力位移耦合界面或从压力位移耦合界面排出。旋转活塞用作集成的回转阀 以便不再需要附加阀。在一些应用场合中，这种构造可用于与被动止回阀组合使用。 在另一实施例中，能量转化器包括通道，通道定义了闭环回路并包含可压縮的流 体。压力位移耦合界面包括包含在管道中的电磁控制的旋转活塞，在不同压力下其在闭环 回路侧面之间延伸并将闭环回路分成第一能量转化回路和第二能量转化回路。在操作过程 中，第一能量转化回路和第二能量转化回路具有不同的压力，其中一个的压力大于另一个 的压力。随着操作的进行，压力的不同可能颠倒。各自的反弹装置位于活塞和管道的对置 端之间。位于第一能量转化回路的第一流动控制装置调整以允许脉动流穿过第一能量转化 回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。位于第二能量转化回路的第二流动控制装置调 整以允许脉动流穿过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。第一流动控 制装置和第二流动控制装置被调整以允许第一能量转化回路和第二能量转化回路的脉动 流混合以建立围绕闭环回路的气流。输入输出装置与压力位移耦合界面相连以将能量输入 到压力位移耦合界面或从压力位移耦合界面排出。 在另一实施例中，能量转化器包括通道，通道定义了闭环回路并包含可压縮的流 体。压力位移耦合界面包括不同压力操作过程中位于闭环回路侧面的压电式换能器或电活 性材料，并将闭环回路分成第一能量转化回路和第二能量转化回路。在操作过程中，第一能 量转化回路和第二能量转化回路具有不同的压力，其中一个的压力大于另一个的压力。随 着操作的进行，压力的不同可能颠倒。各自的反弹装置位于活塞和管道的对置端之间。位 于第一能量转化回路的第一流动控制装置调整以允许脉动流穿过第一能量转化回路并且 能量转化穿过压力位移耦合界面。位于第二能量转化回路的第二流动控制装置调整以允许 脉动流穿过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。第一流动控制装置和 第二流动控制装置被调整以允许第一能量转化回路和第二能量转化回路的脉动流混合以 建立围绕闭环回路的流动。输入输出装置与压力位移耦合界面相连以将能量输入到压力位 移耦合界面或从压力位移耦合界面排出。 在另一实施例中，一种能量转化方法，包括在定义了闭环回路的通道内包含可压 縮流体，可压縮流体在闭环回路中具有正常的相位。压力位移耦合界面位于闭环回路上并且将闭环回路分成第一能量转化回路和第二能量转化回路。第一能量转化回路与第二能量 转化回路具有不同的压力。位于第一能量转化回路的第一流动控制装置调整以允许脉动流 穿过第一能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面。位于第二能量转化回路的第 二流动控制装置调整以允许脉动流穿过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦 合界面。第一流动控制装置和第二流动控制装置被调整以允许第一能量转化回路和第二能 量转化回路的脉动流混合以建立围绕闭环回路的流动。输入输出装置与压力位移耦合界面 相连以将能量输入到压力位移耦合界面或从压力位移耦合界面排出。 在另一实施例中，一种能量转化方法，包括在定义了闭环回路的通道内包含可压縮流体，可压縮流体在闭环回路中具有正常的相位。压力位移耦合界面位于闭环回路上并且将闭环回路分成第一能量转化回路和第二能量转化回路。第一能量转化回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
能量转化器，包括：通道，其定义了闭环回路并包含可压缩流体，可压缩流体在闭环回路中具有正常的相位；压力位移耦合界面，位于闭环回路上并且将闭环回路分成第一能量转化回路和第二能量转化回路，第一能量转化回路和第二能量转化回路具有不同的压力；位于第一能量转化回路的第一流动控制装置，其调整以允许脉动流穿过第一能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面；位于第二能量转化回路的第二流动控制装置，其调整以允许脉动流穿过第二能量转化回路并且能量转化穿过压力位移耦合界面；第一流动控制装置和第二流动控制装置，其调整以允许第一能量转化回路和第二能量转化回路的脉冲流混合以建立围绕闭环回路的流动；和输入输出装置与压力位移耦合界面相连以将能量输入到压力位移耦合界面或从压力位移耦合界面排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯B克莱森，大卫W波汉姆，
申请(专利权)人：科德电力系统公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]