专利汇可以提供紧凑型斯特林发动机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种遵循 斯特林循环 的紧凑型斯特林 发动机 。包括热腔体(101)、冷腔体(102)、动 力 气缸 (118)、配气 活塞 (117)、动力活塞(116)、 回热器 (120)、 齿轮 齿条 传动机构、 凸轮 机构等,所述动力气缸安装在热腔体和冷腔体形成的空间中同心安装,动力气缸进气端是直接与热腔(119)连通,配气活塞在热腔体和冷腔体中,动力气缸从配气活塞中穿过;所述回热器是由若干在配气活塞的外圆周面上成螺旋状安装的肋片(502)组成,可使工质气体在流过肋片时产生旋转;齿 轮齿 条传动机构来实现动力的输出;凸轮机构来实现配气活塞的往复运动。本发明具有体积小,结构紧凑, 密封性 能好,运行效率高的特点。,下面是紧凑型斯特林发动机专利的具体信息内容。
1.紧凑型斯特林发动机是一种基于斯特林循环的外燃式发动机,由热腔体(101)、冷腔体(102)、动力气缸(118)、配气活塞(117)、动力活塞(116)、回热器(120)组成,其中的热腔体(101)、冷腔体(102)、动力气缸(118)和动力活塞(116)形成一个封闭空间;在圆形的热腔体(101)与圆形的冷腔体(102)组成的空间中同心安装有配气活塞(117),配气活塞(117)将上述的空间分隔成热腔(119)和冷腔(114),动力活塞(116)安装在动力气缸(118)中并能沿其轴线自由运动,动力活塞(116)与动力气缸(118)的接触面有较好的气密性能,配气活塞(117)的往复运动能使工质气体在热腔(119)和冷腔(114)间往复流动并周期性地被加热和冷却,其特征是:外部热量通过热腔体(101)加热热腔(119)中的工质气体,在冷腔(114)中的工质气体的热量通过冷腔体(102)被冷却;动力气缸进气端(203)直接与热腔(119)连通,热腔(119)中的高温工质气体能以最短距离进入动力气缸(118)中;回热器(120)安装在热腔体(101)和冷腔体(102)与配气活塞(117)之间的环形空间中,在热腔(119)与冷腔(114)之间,回热器(120)与配气活塞(117)并列布置并可同步往复运动,回热器(120)是工质气体在热腔(119)和冷腔(114)之间流动的唯一通道,回热器(120)能使工质气体在流过回热器(120)时产生强烈地旋转,旋转的工质气体与热腔体(101)和冷腔体(102)进行热交换;采用由齿轮、齿条、超越离合器(202)、输出轴(105)和缓冲弹簧(108)组成的齿轮齿条传动机构,动力活塞(116)与齿条连接,齿条与齿轮啮合,齿轮通过超越离合器(202)与输出轴(105)连接,超越离合器(202)的传动方向是使齿轮为主动元件,输出轴(105)为从动元件,缓冲弹簧(108)的一端与齿条接触并可推动齿条和动力活塞(116)作返向直线运动,当齿条返向直线运动时超越离合器(202)确保齿轮与输出轴(105)能差动转动;采用由凸轮(111a、111b)、配气导杆(115a、115b)和复位弹簧(112a、112b)组成的凸轮机构来实现配气活塞(117)的往复运动,配气导杆(115a、115b)的一端在上述封闭空间中与配气活塞(117)连接,另一端与凸轮(111a、111b)接触,凸轮(111a、111b)转动使配气导杆(115a、115b)作往复直线运动,配气导杆(115a、115b)再带动配气活塞(117)在热腔(119)和冷腔(114)之间做往复运动;上述凸轮(111a、111b)的轮廓尺寸使配气活塞(117)与动力活塞(116)在运动时有合理的相位差且该相位差在一个运动周期内不是恒定为90°而是成周期性变化;上述的齿轮齿条传动机构和凸轮机构安装在由传动箱体(106)形成的与外界环境有一定气密性的隔离空间(107)中,隔离空间(107)与上述的封闭空间之间是气密的,只有配气导杆(115a、115b)可在隔离空间(107)和上述封闭空间中移动,在隔离空间(107)和上述封闭空间中都充有压强相等的工质气体。
2.根据权利要求1所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述热腔体(101)的一端封闭,另一端与冷腔体(102)的一端密封连接,冷腔体(102)另一端封闭成冷腔体端面(104),冷腔体端面(104)垂直于动力气缸(118)的轴线;动力气缸(118)在热腔体(101)、冷腔体(102)的中心并垂直同心固定安装在冷腔体端面(104)上;在冷腔体端面(104)的中心开有可使齿条穿过的中心孔(103);在热腔(119)与冷腔(114)之间安装的配气活塞(117)为圆筒状,动力气缸(118)从配气活塞(117)中心穿过,配气活塞(117)能沿动力气缸(118)外壁自由移动。
3.根据权利要求1所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述回热器(120)是由固定安装在配气活塞(117)的外圆周面上均匀分布的若干肋片(502)组成;肋片(502)沿配气活塞(117)径向垂直安装而成圆环形结构,肋片(502)的长度方向是与配气活塞(117)的运动轴线成一定夹角螺旋式安装,肋片(502)的长度与配气活塞(117)的长度相当,每片肋片(502)的厚度为0.2至0.5mm,肋片(502)之间是平行安装且间距为1至5mm,回热器(120)的外径略小于热腔体(101)和冷腔体(102)的内径。
4.根据权利要求1或2、或3所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述热腔体(101)内表面均匀布置有若干条成螺旋状的凹槽(501),凹槽(501)的旋转方向与回热器(120)中的肋片(502)的旋转方向同向;所述冷腔体(102)内表面均匀布置有若干条成螺旋状的凹槽(501),凹槽(501)的旋转方向与回热器(120)中的肋片(502)的旋转方向同向。
5.根据权利要求1所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述齿轮齿条传动机构中的齿条的一端穿过冷腔体端面(104)上的中心孔(103)在动力气缸(118)中与动力活塞(116)连接,且动力活塞(116)的运动轴线与齿条的运动轴线重合,齿轮与超越离合器(202)外圈连接而不应有相对位移;输出轴(105)与超越离合器(202)内圈连接而不应有相对位移;输出轴(105)通过轴承座(110)安装在冷腔体端面(104)上;在整个运动周期中都与齿轮处于啮合状态,齿条的行程应使齿轮转动半周或一周。
6.根据权利要求1或5所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述齿轮齿条传动机构中的齿轮为圆形齿轮(201);所述齿轮齿条传动机构中的齿条为直齿条(109),其齿顶轮廓线为直线。
7.根据权利要求1或5所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述齿轮齿条传动机构中的齿轮为非圆齿轮(601);所述齿轮齿条传动机构中的齿条为曲面齿条(602);上述曲面齿条(602)的齿顶轮廓线与非圆齿轮(601)的啮合轨迹相匹配以确保非圆齿轮(601)旋转中心到曲面齿条(602)的运动轴线的距离恒定。
8.根据权利要求1所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述凸轮机构中的配气导杆(115a、115b)穿过冷腔体端面(104)上的通孔(113)在冷腔体(114)中与配气活塞(117)连接,复位弹簧(112a、112b)套在冷腔体端面(104)与凸轮(111a、111b)之间的一段配气导杆(115a、115b)上,配气导杆(115a、115b)与通孔(113)的接触面有精密配合而具有气密性能。
9.根据权利要求1所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述凸轮(111a、111b)固定安装在输出轴(105)上;凸轮(111a、111b)与输出轴(105)的转动同步。
10.根据权利要求1所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述凸轮(111a、111b)固定安装在齿轮连接套(802)上;上述齿轮连接套(802)套在输出轴(105)外侧并与输出轴(105)同心安装,在齿轮(201)两侧的齿轮连接套(802)是对称固定安装在齿轮(201)上,凸轮(111a、111b)、齿轮连接套(802)和齿轮(201)是同步转动。
11.根据权利要求1或8、或9、或10所述的紧凑型斯特林发动机,其特征是:所述凸轮机构是两套,凸轮111a、配气导杆115a、复位弹簧112a组成一套,凸轮111b、配气导杆
115b、复位弹簧112b组成另一套;两套凸轮机构沿输出轴(105)轴线分别对称安装在所述齿轮齿条传动机构的两侧;两套凸轮机构具有相同的运动相位关系;两套凸轮机构中的两根配气导杆(115a、115b)在冷腔(114)中与配气活塞(117)对称连接。
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