[发明专利]电耦合热循环系统及方法

权利要求书

1.一种采用工作气体的热循环生成电能的方法，该方法包括：

采用附着在气缸中的第一活塞上的第一永久磁铁和附着在气缸中第二活塞上的第二永久磁铁的运动来电磁感应耦合到气缸上的电路的一组线圈内的电流，所述的气缸中包含进行热循环的工作气体，所述的电路包括电子电力变换器；

采用工作气体在第一活塞和第二活塞之间的压缩和膨胀来进行热循环；

采用电路将由电路中感应的电流生成的电能存储在电存储器中；并且

采用存储在电存储器中的电能向活塞电磁供给动力；

循环使用电路存储电能并使用存储的能量向第一活塞和第二活塞提供动力实现热循环过程中净正平均功率传输到电存储器中；

采用电子电力变换器执行第一活塞和第二活塞的运动的闭环电控制，以限制工作气体使其在压力-体积图中任何预期路径都尽可能发生，第一活塞和第二活塞的运动的电控制允许工作气体在压力-体积循环的每一段中所花费的时间量是变化的；

所述的方法对流进和流出热循环的循环能量采用电存储。

2.依据权利要求1所述的方法，其中电子电力变换器可基于与工作气体状态相关的电信号执行闭环控制。 

3.依据权利要求2所述的方法，进一步包括：

使用温度传感器、压力传感器、和位置传感器中的至少一个向电子电力变换器中输送与工作气体状态相关的电信号。

4.依据权利要求1所述的方法，其中热循环从外加热源中吸收热。

5.依据权利要求4所述的方法，其中热循环近似于斯特林循环。

6.依据权利要求4所述的方法，其中热循环近似于卡诺循环。

7.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过第一活塞和第二活塞的运动使气体沿着气缸移动从而实现与气缸的加热区和冷却区进行连续的传热。

8.依据权利要求1所述的方法，其中第一活塞的至少部分轴可在第二活塞轴内同心移动。

9.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

采用电子电力变换器通过控制第一活塞和第二活塞的运动来控制热循环定时。

10.依据权利要求9所述的方法，进一步包括：

采用电子电力变换器控制第一循环和第二循环的运动使得工作气体在气缸的加热区、冷却区、和无作用区之间运动。

11.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

采用附属在第一活塞或第二活塞上的热屏蔽来隔离气缸内非工作气体。 

12.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

采用附属在第一活塞或第二活塞上的桨状搅拌器在工作气体内生成湍流。

13.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

采用外部回流在气缸的第一末端区和第二末端区之间流动非工作气体。

14.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

将第一活塞和第二活塞固定在共同中心轴周围。

15.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过内燃循环来循环工作气体。

16.依据权利要求15所述的方法，其中热循环近似于奥托循环。

17.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

采用第一气缸和第二气缸，每个都按照依据权利要求1所述方法操作来生成电能，第一气缸和第二气缸在彼此轴向相反的方向上操作。

18.依据权利要求1所述的方法，进一步包括：

采用第一气缸、第二气缸、第三气缸、和第四气缸，每个都依据权利要求1所述的方法操作生成电能，第一气缸、第二气缸、第三气缸、和第四气缸在具有气缸平行轴的线圈内操作，这些气缸中的两个与第一气缸、第二气缸、第三气缸、和第四气缸中的另两个气缸反平行操作。