專利名稱：發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種發(fā)電裝置，尤指一種沒有曲柄軸限制、直接帶 動動子發(fā)電、可任意調(diào)整壓縮比、任何燃料都可使用，而且非常節(jié)能 的發(fā)電特別技術(shù)。
背景技術(shù)：
中國臺灣專利公告第497320號『四循環(huán)內(nèi)燃機(jī)用起動兼發(fā)電裝 置』是揭示一種對曲柄軸安裝曲柄軸驅(qū)動裝置的四循環(huán)引擎予以小型 化的技術(shù)。
現(xiàn)今的汽柴油發(fā)電機(jī)一定會安裝曲柄軸，以便將內(nèi)燃機(jī)的線性行 程轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動作，可是也因?yàn)樵撉S的限制，使內(nèi)燃機(jī)有沖程短 及燃燒爆炸的力量還未完全發(fā)揮就必須進(jìn)入排氣行程的缺點(diǎn)，且曲柄 軸在傳動上會造成很大的向量力學(xué)損失，致使能源白白浪費(fèi)于此曲柄 軸的運(yùn)作，而在能源成本日益高漲的今天以及可見的未來，尋求新的 經(jīng)濟(jì)能源明顯緩不濟(jì)急，所以馬上改正曲柄軸的傳動才莫式，用以減少 向量力學(xué)損失便是較為具體且有效的節(jié)能方式。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種發(fā)電裝置，其沖程長，能充分發(fā)揮 高的熱效率，達(dá)到有效節(jié)能的目的。
為此，本實(shí)用新型采如下具體方案以實(shí)現(xiàn)上述目的 一種發(fā)電裝 置，包括有 一內(nèi)燃機(jī)，同軸間隔設(shè)有二氣缸，該二氣缸內(nèi)則分別滑 合有活塞，二活塞間則連接有連桿，二活塞藉由燃料燃燒而于所對應(yīng) 的氣缸中往復(fù)位移，同步驅(qū)動該連桿； 一定子，以發(fā)電線圈與硅鋼片組纏繞而成，罩設(shè)固定于連桿外周；以及一動子，其能產(chǎn)生磁場，為 連桿帶動而往復(fù)于定子范圍內(nèi)位移，該磁場可切割定子的發(fā)電線圏， 令定子能產(chǎn)生電流而進(jìn)行發(fā)電。
動子是以激磁線圈繞固于連桿上，該激磁線圏于通電會產(chǎn)生磁 場，該>磁場切割定子的發(fā)電線圈，令定子產(chǎn)生電流，且藉由動子激》茲 線圈的通過電流大小而控制定子發(fā)電量。
內(nèi)燃機(jī)采奧圖循環(huán)動作，輔以計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)。
內(nèi)燃機(jī)同軸間隔的提供兩可供燃料于其中燃燒的A氣缸、B氣缸， 以及另外并排設(shè)置有C氣缸、D氣缸，該等A、 B、 C、 D氣缸內(nèi)則分 別滑合有活塞，而兩兩同軸的活塞則以一連桿if關(guān)結(jié)，而兩連桿于兩氣 缸體間則固設(shè)有一聯(lián)結(jié)器，在兩氣缸體外端分別安裝有氣缸頭，此氣 缸頭在分別設(shè)有進(jìn)氣孔、排氣孔以及燃料噴嘴，于進(jìn)、排氣孔則安裝 有受彈簧彈壓的氣門，而氣缸頭外端則固設(shè)有凸輪軸蓋，凸輪軸蓋安 裝有凸輪軸，以及帶動凸輪軸繞中心旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)，該步進(jìn)馬達(dá)控 制該等氣門啟閉進(jìn)、排氣孔的時機(jī)。
其定子具有內(nèi)孔，該內(nèi)孔中安裝有電刷導(dǎo)軌，此電刷導(dǎo)軌設(shè)有兩 排導(dǎo)電軌，而動子在相對電刷導(dǎo)軌的位置設(shè)有電刷；電刷導(dǎo)軌的導(dǎo)電 軌供給動子電源， 一線圏位置數(shù)字檢出則以排線接至計(jì)算機(jī)以控制各 個馬達(dá)啟閉氣門的時機(jī)，另外噴油時機(jī)也是經(jīng)由線圈位置數(shù)字檢出經(jīng) 計(jì)算機(jī)判斷做出動作。
氣缸頭設(shè)有至少兩種不同規(guī)格的燃料噴嘴或廣域泛用噴嘴一 支。 A、 C氣缸以一氣缸體^:結(jié)固定，至于B、 D氣缸則另以一氣缸體 聯(lián)結(jié)固定，并使兩氣缸體相向的端面呈間隔設(shè)置。 內(nèi)燃機(jī)安裝有油底殼。
定子容置于一外殼中，外殼兩端設(shè)有封蓋，此封蓋設(shè)有供連桿貫
5穿滑合的油靜壓軸承。
釆用上述具體方案，本實(shí)用新型是以內(nèi)燃^L牽引動子往復(fù)線性運(yùn) 動于定子中的發(fā)電傳動模式，其利用水平對臥的氣缸取代曲柄軸，由 于內(nèi)燃機(jī)沒有曲柄軸限制，所以能供不同燃料包括氬氣使用；
另，采兩個氣缸為一組且相互對應(yīng)，于四氣缸中分別滑合有對應(yīng) 的活塞，該活塞系用連桿連結(jié)成兩組，呈交替往復(fù)式同步位移，并形 成氣爆位移、排氣、充氣、壓縮氣體的四循環(huán)動作，藉以穩(wěn)定帶動動 子于定子范圍內(nèi)往復(fù)位移，利用動子與定子的激》茲線圏在i茲場切割時 產(chǎn)生電流，而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，其發(fā)電作動模式可大幅改善傳統(tǒng)曲柄軸作動 的沖程短及燃燒爆炸的力量還未完全發(fā)揮就必須進(jìn)入排氣行程的缺 點(diǎn)，本實(shí)用新型發(fā)電裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)
(一) 沖程長，約150薩-250MM不但燃料可完全燃燒還可以完全發(fā) 揮熱效率。
(二) 直接傳動輸出，因沒有曲柄軸的限制不會有傳動向量上的力 學(xué)損失。
為使貴審查委員能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，特征及其它 目的，茲附以較佳實(shí)施例的圖式詳細(xì)說明如后


圖l為本實(shí)用新型的立體示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的組合外觀示意圖； 圖3為圖2A-A位置剖面示意圖； 圖4為本實(shí)用新型的立體局部剖面示意圖； 圖5為本實(shí)用新型引燃A氣缸的動作示意圖； 圖6為本實(shí)用新型引燃B氣缸的動作示意圖； 圖7為本實(shí)用新型引燃C氣缸的動作示意圖；圖8為本實(shí)用新型引燃D氣缸的動作示意圖。 主要元件符號說明
111A氣缸112B氣釭113C氣釭
114D氣缸12氣缸體13活塞
14連桿141聯(lián)結(jié)器15氣缸頭
150進(jìn)氣孔151燃料噴嘴152氫氣噴嘴
153彈簧154氣門16凸輪軸蓋
161凸4侖軸17步進(jìn)馬達(dá)18油底殼
20定子21外殼22封蓋
23油靜壓軸承24電刷導(dǎo)軌30動子
31電刷
具體實(shí)施方式
請參閱圖1至圖4所示，本實(shí)用新型包括
一內(nèi)燃機(jī)，此內(nèi)燃機(jī)乃依循奧圖循環(huán)的作動方式，輔以計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)。其系同軸間隔提供兩可供燃料于其中燃燒的A氣缸111、 B 氣缸112，以及另外并排設(shè)置有C氣缸113、 D氣缸114,其A氣缸 111、 C氣缸113以一氣缸體12聯(lián)結(jié)固定，至于B氣缸112、 D氣缸 114則另以一氣缸體12聯(lián)結(jié)固定，并使兩氣缸體12相向的端面呈間 隔設(shè)置，該等A、 B、 C、 D氣缸lll、 112、 113、 114內(nèi)則分別滑合 有活塞13，而兩兩同軸的活塞13則以一鋁合金連桿14聯(lián)結(jié)，使該 連桿14能使兩活塞13同步往復(fù)位移，鋁合金連桿14是經(jīng)過鍍鉻并 研磨處理故非常耐磨，而兩連桿14于兩氣缸體12間則固設(shè)有一聯(lián)結(jié)器141,使兩連桿14能同步動作，然后在兩氣缸體12外端分別安裝 有氣缸頭15，此氣缸頭15在分別設(shè)有進(jìn)氣孔150、排氣孔，以及設(shè) 有至少兩種不同燃料噴嘴151、 152，用以提供上述四個氣缸進(jìn)、排 氣以及供應(yīng)燃料之用；至于進(jìn)氣孔150及排氣孔則安裝有受彈簧153 彈壓的汽門154,而氣缸頭15外端則固設(shè)有凸輪軸蓋16，凸輪軸蓋 16安裝有凸輪軸161，以及帶動凸輪軸161繞中心旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá) 17，步進(jìn)馬達(dá)17可控制該汽門154啟閉進(jìn)氣孔150及排氣孔的時機(jī)， 另外，本實(shí)用新型在兩氣缸體12間安裝有油底殼18,油底殼18只 是暫存少量機(jī)油，而大部份機(jī)油則都在機(jī)油冷卻器里面，高壓機(jī)油主 要提供油靜壓軸承使用并且潤滑活塞13、氣缸壁、PIN、凸輪軸161;
一定子20，以多個發(fā)電線圈與硅鋼片組纏繞而成，容置于一外 殼21中，外殼21兩端設(shè)有連接油底殼18的封蓋22，此封蓋22設(shè) 有供連桿14貫穿滑合的油靜壓軸承與刮油封23，油靜壓軸承是通以 高壓油讓運(yùn)動中的連桿14懸浮于軸承中心除校正同心精密度外還可 減少磨擦另外也對刮油封23的刮刷環(huán)加壓，使之更貼緊連桿14，避 免太多的機(jī)油跑進(jìn)定子30，如此便能使定子20組固于兩氣缸體12 之間，并罩設(shè)固定于連桿14外周，而定子20定子具有內(nèi)孔，，于該 內(nèi)孔安裝有電刷導(dǎo)軌24，此電刷導(dǎo)軌24設(shè)有兩排導(dǎo)電軌；以及
一動子30,以鋁激^f茲線圈與碳纖維組纏繞而成，固定于連桿14 的聯(lián)結(jié)器141外周，為連桿14帶動而往復(fù)于定子20范圍內(nèi)位移，而 該動子30在相對電刷導(dǎo)軌24的位置設(shè)有鈹銅合金電刷31，令激磁 線圈于通電會產(chǎn)生^f茲場，使該磁場可切割定子20的發(fā)電線圈，令定 子20能產(chǎn)生電流，且藉由動子30激^磁線圈的通過電流大小而控制定 子20發(fā)電量。
由于本實(shí)用新型兩支鋁合金連桿14是以聯(lián)結(jié)器141固定死，所
8以活塞13、鋁合金連桿14、動子30為聯(lián)動。請配合圖5至圖8觀之， 當(dāng)A氣缸111點(diǎn)燃作動同時會在B氣缸112作壓縮、C氣缸113吸汽、 D氣缸114排汽，而此循環(huán)持續(xù)不斷。而當(dāng)奧圖循環(huán)在各個氣缸中相 伴交錯發(fā)生而產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)構(gòu)左右往復(fù)移動，連帶啟動本實(shí)用新型發(fā)電 裝置，而由于動子30通電會產(chǎn)生;茲場，/磁場切割定子20的發(fā)電線圈 而產(chǎn)生電流，于是產(chǎn)生電力，而動子30通過電流大小會產(chǎn)生磁場大 小，進(jìn)而控制影響發(fā)電量大小、內(nèi)燃機(jī)的出力大小、燃油或氫氣用量 多寡，及內(nèi)燃才腿動快慢，當(dāng)然這些都會透過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)做出控制。
本實(shí)用新型的動子30因移動慣量要輕故最好使用鋁線，當(dāng)通以 電流時會產(chǎn)生磁場，輸入電流大小關(guān)系磁場的大小及內(nèi)燃機(jī)的出力， 動子3 0外圍固定有定子2 0,當(dāng)發(fā)電線圈被》茲場切割時會產(chǎn)生電流發(fā) 電，而發(fā)電量大小與動子30磁場大小有關(guān)，相反的當(dāng)定子線圈群被 控制順序通過電流時，便能推動動子30往復(fù)運(yùn)動，此時本實(shí)用新型 成為線性馬達(dá)，再輔以線圏訊號的檢出以確定動子位置而成一線性馬 達(dá)，確實(shí)能控制內(nèi)燃機(jī)的啟動及往復(fù)動作。是以本實(shí)用新型在開始工 作時，線性馬達(dá)接著啟動內(nèi)燃機(jī)并導(dǎo)引內(nèi)燃機(jī)往復(fù)運(yùn)動且運(yùn)轉(zhuǎn)到順 暢，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的出力大到線性伺服馬達(dá)不用出力時，即切換到發(fā)電模 式，然后再慢慢增加發(fā)電量，由于本系統(tǒng)是以壓燃點(diǎn)火的方式點(diǎn)火， 就是當(dāng)在吸氣行程當(dāng)中并噴油于缸內(nèi)，借由吸氣的擾流以充份混合油 氣，當(dāng)于壓縮行程時，油氣因受高壓產(chǎn)生高溫而自動點(diǎn)火，反推活塞 及整個運(yùn)動機(jī)構(gòu)，因此，油氣可充份燃燒并可得到更大的推力。
本實(shí)用新型內(nèi)燃機(jī)為了節(jié)能與發(fā)揮高的熱效率，因而沖程超長， 約150腦-250畫依缸徑大小而有不同，而其效應(yīng)為往復(fù)運(yùn)動頻率較 低，約300 - 1200HZ,而這當(dāng)中有一小范圍是最高效益的頻率，可依 據(jù)是緩用電或是急需大量用電作出調(diào)整。當(dāng)使用生質(zhì)燃料或汽柴油時可由使用者切換燃料種類按鍵，而由 計(jì)算機(jī)調(diào)整噴油比率，直接由噴油嘴噴射壓燃點(diǎn)火。當(dāng)使用氫氣時可 由使用者切換至氫氣鍵，而由計(jì)算機(jī)調(diào)整噴氣比率，也是壓縮混合氣， 自動點(diǎn)火。
步進(jìn)馬達(dá)17由定子線圈所受的感應(yīng)電流來;f企知位置，計(jì)算機(jī)會 判斷每個氣缸已進(jìn)行到那個循環(huán)，控制步進(jìn)馬達(dá)17轉(zhuǎn)動角度經(jīng)由凸 輪軸161來開啟或關(guān)閉氣門154的時機(jī)，另外噴油壓燃或噴氣點(diǎn)火的 時機(jī)也都是經(jīng)由定子線圈所受的感應(yīng)電流經(jīng)計(jì)算機(jī)判斷做出動作，當(dāng) 動子跑到 一位置會感應(yīng)那個位置的線圈產(chǎn)生電流。
電刷導(dǎo)軌24的導(dǎo)電軌為供給動子30電源之用，定子線圈的接線 除接到主供電源外，也另外分別接至數(shù)字接受器來分割位置，來控制 各個步進(jìn)馬達(dá)17的動作，及噴油的時機(jī)。
附帶一提，動子30的部份因考慮臺灣的工業(yè)制造能力，制作永 磁式磁鐵的能力較弱，運(yùn)用在大發(fā)電量上，磁力可能不足，固選擇電 磁鐵，他日若有獲得磁力超強(qiáng)的稀釷磁鐵，那么整體發(fā)電的效率與節(jié) 能上一定能更上一層樓。
可見，本實(shí)用新型提供一種以內(nèi)燃機(jī)牽引動子往復(fù)線性運(yùn)動于定 子中的發(fā)電傳動模式，其系利用水平對臥四行程引擎去掉曲柄軸，且 四個氣缸兩兩同軸相對，由于內(nèi)燃機(jī)沒有曲柄軸限制，所以能供不同 燃料包括氫氣使用，而可任意調(diào)整壓縮比，氫約(8-IO):I、火星塞點(diǎn) 火，汽油或酒精(15-18):1壓燃點(diǎn)火、生質(zhì)柴油(17-25): 1等方式予 以壓燃點(diǎn)火。
另、采兩個氣缸為一組，并且為相互對應(yīng)，于四氣缸中分別滑合 有對應(yīng)的活塞，該活塞系用連桿連結(jié)成兩組，呈交替往復(fù)式同步位移， 并形成氣爆位移、排氣、充氣、壓縮氣體的四循環(huán)動作，藉以形成穩(wěn)定帶動動子能往復(fù)于定子范圍內(nèi)往復(fù)位移，以利用動子與定子的激-茲 線圈在磁場切割時產(chǎn)生電流，而能提供一電量產(chǎn)出，并得在控制動子 與定子的互動量，可控制產(chǎn)出的發(fā)電量。
此發(fā)電裝置的內(nèi)燃機(jī)很節(jié)能是因?yàn)?br> (一) 沖程長，約150,-250醒不但燃料可完全燃燒還可以完全發(fā) 揮熱效率。
(二) 直接傳動輸出，因沒有曲柄軸的限制不會有傳動向量上的力 學(xué)損失，因此預(yù)估引擎燃燒效率約可達(dá)到60%或以上。
這種內(nèi)燃機(jī)在以前是有實(shí)施上的困難，而現(xiàn)今拜功能強(qiáng)大的計(jì)算 機(jī)伺服系統(tǒng)而能夠輕易的控制它。發(fā)電裝置本身除了能發(fā)電以外，同 時也是線性啟動馬達(dá)，以達(dá)到啟動內(nèi)燃機(jī)到最佳狀況，再行切換至發(fā) 電模式，而發(fā)電量大小也是控制之一，其可搭配鋰電池多段充電的特 性作出調(diào)整。
綜上所述，本實(shí)用新型是一技術(shù)理念上的高度創(chuàng)作，應(yīng)符專利申 請要件，爰依法提出申請。惟以上所述者，僅為本實(shí)用新型的一較佳 實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即大凡依本實(shí) 用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型涵 蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種發(fā)電裝置，其特征在于包括有一內(nèi)燃機(jī)，同軸間隔設(shè)有二氣缸，該二氣缸內(nèi)則分別滑合有活塞，二活塞間則連接有連桿，二活塞藉由燃料燃燒而于所對應(yīng)的氣缸中往復(fù)位移，同步驅(qū)動該連桿；一定子，以發(fā)電線圈與硅鋼片組纏繞而成，罩設(shè)固定于連桿外周；以及一動子，其能產(chǎn)生磁場，為連桿帶動而往復(fù)于定子范圍內(nèi)位移，該磁場可切割定子的發(fā)電線圈，令定子能產(chǎn)生電流而進(jìn)行發(fā)電。
2、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于動子是以激磁 線圈繞固于連桿上，該激磁線圈于通電會產(chǎn)生磁場，該磁場切割定子 的發(fā)電線圈，令定子產(chǎn)生電流，且藉由動子激磁線圏的通過電流大小 而控制定子發(fā)電量。
3、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于內(nèi)燃機(jī)采奧圖 循環(huán)動作，輔以計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)。
4、 如權(quán)利要求3所述的發(fā)電裝置，其特征在于內(nèi)燃機(jī)同軸間 隔的提供兩可供燃料于其中燃燒的A氣缸、B氣缸，以及另外并排設(shè) 置有C氣缸、D氣缸，該等A、 B、 C、 D氣缸內(nèi)則分別滑合有活塞， 而兩兩同軸的活塞則以一連桿聯(lián)結(jié)，而兩連桿于兩氣釭體間則固設(shè)有 一聯(lián)結(jié)器，在兩氣缸體外端分別安裝有氣缸頭，此氣缸頭在分別設(shè)有 進(jìn)氣孔、排氣孔以及燃料噴嘴，于進(jìn)、排氣孔則安裝有受彈簧彈壓的 氣門，而氣缸頭外端則固設(shè)有凸輪軸蓋，凸輪軸蓋安裝有凸輪軸，以 及帶動凸輪軸繞中心旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)馬達(dá)，該步進(jìn)馬達(dá)控制該等氣門啟閉 進(jìn)、排氣孔的時機(jī)。
5、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于其定子具有內(nèi) 孔，該內(nèi)孔中安裝有電刷導(dǎo)軌，此電刷導(dǎo)軌設(shè)有兩排導(dǎo)電軌，而動子 在相對電刷導(dǎo)軌的位置設(shè)有電刷；電刷導(dǎo)軌的導(dǎo)電軌供給動子電源， 一線圈位置數(shù)字檢出則以排線 接至計(jì)算機(jī)以控制各個馬達(dá)啟閉氣門的時機(jī)，另外噴油時機(jī)也是經(jīng)由 線圈位置數(shù)字檢出經(jīng)計(jì)算機(jī)判斷做出動作。
6、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于氣缸頭設(shè)有至 少兩種不同規(guī)格的燃料噴嘴或廣域泛用噴嘴一支。
7、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于A、 C氣缸以一 氣缸體聯(lián)結(jié)固定，至于B、 D氣缸則另以一氣缸體聯(lián)結(jié)固定，并使兩 氣缸體相向的端面呈間隔設(shè)置。
8、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于內(nèi)燃機(jī)安裝有 油底殼。
9、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電裝置，其特征在于定子容置于一 外殼中，外殼兩端設(shè)有封蓋，此封蓋設(shè)有供連桿貫穿滑合的油靜壓軸 承。
專利摘要本實(shí)用新型為一種發(fā)電裝置，其內(nèi)燃機(jī)的氣缸中滑合活塞，使活塞能藉由燃料的燃燒而于氣缸中往復(fù)位移，活塞則同動有一連桿，連桿上以激磁線圈繞固出一動子，然后以一定子罩設(shè)固定于動子外，定子是以發(fā)電線圈纏繞而成，令連桿可帶動動子往復(fù)于定子范圍內(nèi)往復(fù)位移，配合動子激磁線圈于通電會產(chǎn)生磁場，使該磁場可切割定子的發(fā)電線圈而產(chǎn)生電流，且藉由動子激磁線圈的通過電流大小而控制定子發(fā)電量。該發(fā)電作動模式可大幅改善傳統(tǒng)曲柄軸作動的沖程短及燃燒爆炸的力量還未完全發(fā)揮就必須進(jìn)入排氣行程的缺點(diǎn)，據(jù)以達(dá)到有效節(jié)能的新穎功能。
文檔編號F02B63/04GK201250700SQ200820103198
公開日2009年6月3日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者吳炫龍 申請人:吳炫龍