[发明专利]线性发电机

说明书

本发明涉及偶生发电机组(autogenous electrical energy generatorsector)，尤其涉及一种发电机，在这种发电机中，活塞在无曲轴的内燃机内作往复运动所给出的机械能通过永久磁铁和固定绕组的相互作用转变成电流，这里，永久磁铁在移动时与上述活塞成一体，在运动中固定绕组周期性地进入所述磁铁的磁场。

显然，这种发电机可用以产生可供直接使用的电流如用于照明或加热的电流，或间接地向电动机供电以便用于陆上、水上、空中或其他方面的各种运动。

但在使用中要求发电机具有输出和调整方面的良好性能和最低程度的环境污染和噪音。

但现有的这类发电机在以上所述要求方面存在着很大的缺点。明显的例子是英国专利申请GB2219671A提出的发电机。这种发电机所产生的电能也是通过磁铁相对于固定绕组的往复运动取得的，这里，磁铁移动时与无曲轴的内燃机活塞成一体，但其部件的布置和结构与本发明显然不同：在那里，该磁铁移动时相对于基本处于包括绕组的该装置的中间横断面上的一个固定点摆动，此外，固定绕组还可交替地用以产生发电机以外所用电能或消耗排斥磁铁以使活塞能作回程压缩所需的电能。因此，这种发电机的尺寸与其所提供的电能相对应而远较本发明的发电机的大，在本发明中，如下所述，在磁铁进入绕组和反向退出时都可产生电能，对发电机的起动和调整只须简单地改变每循环的油量。

在上述英国专利中，对发电机的内燃机部分和电磁部分的全面调整是极复杂而昂贵的，因为必须在每个循环中对压力、进气量、燃油量和与绕组内电流有关的特性值(阻抗、电阻、方向等)作电子控制。

举例来说，进气量的调整在采用汽油时对二冲程和四冲程来说都必须大体上按理想配比来校正，这种调整必须脱开上述电气值通过进油和进气关闭阀单独地进行。然后再在每循环中按所述初步调整效果调整电气值。这意味着必须采用合适的计算机来储存和插入大量的数据，这使发电机既贵又敏感。

在不同循环中产生的电能量和电压在很大程度上取决于磁铁摆动频率，在压缩行程改变时并不直接或自动地与内燃机产生的机械能成正比。这一般地意味着须在内燃机和电动机之间采用相当大的蓄电池组，内燃机对蓄电池组充电，再由蓄电池组向电动机供电。

内燃机在性能上除无曲轴外基本上与普通内燃机相同，因此，主要在于尽量加大每循环的能量，取得所需高温和高压以取得良好的总效率。

严格地说，从能量的角度上看是可以理解的，但从环境保护的角度上看实际上难免在发电机运行中产生氧化亚氮和一氧化碳等有毒成分，这对于在汽缸内在高温下用理想配比的混合物进行操作的发电机来说实际上是难免的。

线性发电机的另一例子是Jarrett发电机，就采用电流控制活塞的压缩回程来说并不存在什么问题，但存在着以上所述所有其他方面的问题，而且，为不再提高已经很高的损耗，通过声响共振使新气进入汽缸，这只适用于有限的循环频率范围，从而使这种内燃机实际上只能作电气起动，而在很大程度上须在极高的约为26∶1的压缩比下使用，这意味着只能使用粗汽油作燃料，只能在很高的固定速度下运行，此外，还需冷却散热，而且还存在着微粒等问题。

为同时解决废气污染、结构复杂、要求中间蓄电池组、调整性差和效率低这些问题，就必须在发电机内使电磁部分和内燃机部分共同构成一个完全连成一体的功能性机组，使活塞行程不同的运动在任何行程下按热力、气体燃烧和电磁的定则导致在内燃机部分产生的机械能量准确地对应于电磁部分所吸收的能量下产生电流。

基于这种考虑，采用除实际汽缸外的一个或几个预燃烧室就可得出一种极简单的发电机，对这种发电机主要只需对每循环的进油量和活塞压缩终端位置进行电子控制。如以后还要说明，所有这些都是在采用极低的最高、中等和最低温度(约为内燃机通常值的一半)的热力循环下完成的，因而实际上是在所有工作速度下无环境污染、内燃机部分总效率很高的情况下完成的。

本发明的目的就是针对上述情况，提供一种结构简单、紧凑，低消耗，无污染的用于为任何用途产生电能的线性发电机。