[发明专利]一种可用于小型有机朗肯循环余热回收系统的热‑电转化装置

摘要

一种可用于小型有机朗肯循环余热回收系统的热‑电转化装置，属于余热回收领域。该装置将单气缸双向作用的自由活塞膨胀机与一台永磁式圆筒直线发电机耦合，通过输入的高温高压气体推动活塞往复运动，带动直线发电机的动子做往复切割磁感线的运动，从而将高温高压气体所携带的能量直接转化为电能输出。该装置主要应用于气动汽车发动机动力系统、车用发动机尾气余热利用系统等结构紧凑、功率密度高的场合。

主权项

一种可用于小型有机朗肯循环余热回收的热‑电转化集成装置，其特征在于：该装置主要包括自由行程的活塞膨胀机系统、永磁式圆筒直线发电机系统、采集控制系统；上述的自由行程的活塞膨胀机系统，包括自由活塞膨胀机(21)、磁感接近开关A(20)、磁感接近开关B(22)、第一工质质量流量计(33)、第二工质质量流量计(35)、第一三通阀(18)、第二三通阀(34)、第一电磁阀(17)、第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)、第四电磁阀(38)、分流器(42)、稳压阀(43)、储气罐(44)；储气罐(44)经由稳压阀(43)、分流器(42)后分为两个分支进气管路，分流器(42)分为支进气管路分别与第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)连接，第二电磁阀(36)经由第一三通阀(18)、第一工质质量流量计(33)与自由活塞膨胀机(21)的气口A(11)连接，在气口A(11)与第一工质质量流量计(33)之间的管路上设有第一压力传感器(19)和第一温度传感器(32)；第三电磁阀(37)经由第二三通阀(34)、第二工质质量流量计(35)与自由活塞膨胀机(21)的气口B(3)连接，在气口B(3)与第二工质质量流量计(35)之间的管路上设有第二压力传感器(31)和第二温度传感器(30)；同时第一三通阀(18)还与第一电磁阀(17)连接，使得气口A(11)、第一工质质量流量计(33)、第一三通阀(18)、第一电磁阀(17)构成一分支排气管路；第二三通阀(34)还与第四电磁阀(38)连接，使得气口B(3)、第二工质质量流量计(35)、第二三通阀(34)还与第四电磁阀(38)构成另一分支排气管路，上述连接为管路连接；；永磁式圆筒直线发电机系统包括磁式圆筒直线发电机(25)、整流器(29)、电能存储单元(39)，磁式圆筒直线发电机(25)的直线发电机动子(28)通过连杆(23)与自由活塞膨胀机(21)中的活塞杆(1)固定连接，磁式圆筒直线发电机(25)的直线发电机定子(27)经整流器(29)与电能存储单元(39)连接，上述连接为电路连接；采集控制系统包括电脑控制模块(41)、多通道采集仪(40)、磁感接近开关A(20)、磁感接近开关B(22)，磁感接近开关A(20)和磁感接近开关B(22)对称布置在自由活塞膨胀机(21)两侧，用于检测自由活塞膨胀机(21)内活塞(7)的位置信息；磁感接近开关A(20)、磁感接近开关B(22)、第一电磁阀(17)、第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)、第四电磁阀(38)、第二压力传感器(31)、第二温度传感器(30)、第一压力传感器(19)、第一温度传感器(32)分别与多通道采集仪(40)连接，多通道采集仪(40)与电脑控制模块(41)连接；电脑控制模块(41)同时还分别与第一电磁阀(17)、第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)、第四电磁阀(38)、第二压力传感器(31)连接；采集控制系统中的连接为电路或信息通路连接。