[发明专利]高效能量转换

权利要求书

1.一种能量转换系统，包括：

活塞组件，其中，所述活塞组件包括用于储存工作流体的密封缸体；以及

运动机构，所述运动机构附接至所述活塞组件并且被构造为以如下方式提供快速的活塞膨胀：所述方式使得在动力循环的膨胀周期的至少相当一部分期间不允许所述密封缸体内的膨胀的工作流体在整个所述工作流体的体积中达到热力学平衡。

2.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述运动机构进一步适于产生压缩冲程，以使得所述活塞内的所述工作流体在整个所述压缩冲程中达到热力学平衡条件。

3.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述运动机构进一步被构造为在所述活塞组件的下死点（BDC）处提供一段停留时间，以允许用于所述工作流体的凝结的额外时间。

4.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述运动机构进一步被构造为在所述活塞组件的上死点（TDC）处为所述活塞组件提供一段停留时间，以允许用于加热所述工作流体的额外时间。

5.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述工作流体被选择为具有当在快速的活塞膨胀冲程中冷却所述工作流体时被越过的液体/气体相边界。

6.根据权利要求3所述的能量转换系统，其中，所述工作流体是（1）制冷剂、（2）熔融盐、以及（3）熔融金属中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述运动机构包括凸轮凸角机构。

8.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述运动机构包括苏格兰轭机构。

9.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述运动机构包括电磁系统，所述电磁系统被构造为产生压缩冲程，以使得所述活塞内的所述工作流体在整个所述压缩冲程中达到热力学平衡条件。

10.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述密封腔室对流地附接至微流体热交换器。

11.根据权利要求10所述的能量转换系统，其中，所述微流体热交换器被构造为将热量从外部源传送至所述工作流体。

12.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述凸轮凸角附接至输出驱动轴，所述输出驱动轴驱动（1）发电机和（2）电动机中的至少一个。

13.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述密封缸体是气密密封的。

14.根据权利要求1所述的能量转换系统，其中，所述活塞组件包括位于所述缸体中的活塞，并且进一步包括：

返回管，所述返回管具有第一端部和第二端部，所述第一端部附接至位于所述缸体中的所述活塞的低压侧，所述第二端部向位于所述缸体中的所述活塞的高压侧提供流体返回；以及

止回阀，所述止回阀附接至所述返回管，其中，所述止回阀被构造为防止所述工作流体朝着所述缸体的底部流过所述返回管。

15.一种活塞组件，包括：

气密密封的缸体；

活塞密封界面，所述活塞密封界面具有将所述活塞组件密封至所述缸体的一个或多个O形环；

内磁体，所述内磁体位于所述缸体的内部；

外磁体，所述外磁体位于所述缸体的外部；

热绝缘体，所述热绝缘体位于所述一个或多个O形环与所述内磁体之间；

返回管，所述返回管具有第一端部和第二端部，所述第一端部附接在所述缸体的底部附近，所述第二端部附接在所述缸体的中间附近；以及

柱塞，所述柱塞附接至所述内磁体的底部，其中，所述柱塞适于迫使流体从所述缸体的底部进入所述返回管。

16.根据权利要求15所述的活塞组件，进一步包括附接至所述返回管的止回阀，其中，所述止回阀适于防止流体朝着所述缸体的底部流过所述管。

17.根据权利要求15所述的活塞组件，所述外磁体附接至一个或多个连接杆。