专利汇可以提供斯特林发动机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种改进的多 气缸 双作用型斯特林 发动机 。根据本 发明 的发动机包括多个改进的特征,包括但不限于: 活塞 设计、 活塞杆 密封设计、用于提供在发动机的分离的循环容积中的压 力 平衡的部件和方法、以及用于减小起动 扭矩 和若期望就卸载发动机的控制 阀 构造。,下面是斯特林发动机专利的具体信息内容。
1.一种用于斯特林循环发动机的杆密封组件,所述斯特林循环发动机是具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件的类型,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述活塞组件中的每一个附接至连杆,所述连杆在所述发动机的操作期间以线性往复运动的方式摆动,所述杆密封组件密封所述连杆以控制所述工作气体从所述循环容积的泄漏,所述杆组件包括:
刚性壳体;
与所述活塞组件相邻的盖密封组件,所述盖密封组件由所述壳体保持,并且具有与所述连杆相接合的盖密封件;
与所述活塞组件间隔开的基部密封组件,所述基部密封组件由所述壳体保持,具有与所述连杆相接合的杆密封件;以及
所述壳体形成在所述盖密封组件与所述基部密封组件之间的内腔。
2.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述基部密封组件具有用于在所述发动机的操作期间允许所述杆密封件相对于所述壳体移位的装置。
3.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述盖密封件具有径向裂口。
4.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述盖密封组件具有盖密封垫片和第一弹簧,所述第一弹簧用于将轴向载荷置于所述盖密封垫片和所述盖密封件上。
5.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述盖密封组件具有第二弹簧,所述第二弹簧用于将径向载荷置于所述盖密封件上。
6.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括由PTFE材料形成的所述盖密封件。
7.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括由PTFE材料形成的所述杆密封件。
8.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述基部密封组件具有设置在所述壳体的与所述盖密封组件相对的端部处的密封塞、以及形成凹入半球形表面的密封座;所述杆密封件具有用于所述连杆的内孔、并且形成支承抵靠所述密封座的凹入半球形表面的凸起半球形表面,第一弹簧座和第二弹簧座具有位于它们之间并且设置在所述壳体中以将压缩力置于所述杆密封件上的弹簧。
9.根据权利要求8所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:形成有平面端表面的所述密封塞、设置在所述密封座与所述密封塞之间且与所述平面端表面相接触的垫圈,所述垫圈能够实现所述密封塞与所述密封座之间的相对径向运动。
10.根据权利要求9所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述杆密封件具有形成在所述凸起半球形表面中的O形环凹槽、以及设置在所述O形环凹槽中并与所述凹入半球形表面相接触的O形环。
11.根据权利要求1所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,其中,所述杆具有使所述活塞组件的内部与所述内腔连通的中央通道。
12.根据权利要求11所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,其中,所述活塞组件的内部和所述壳体内腔在所述发动机的操作期间维持接近所述循环容积的最小压力。
13.根据权利要求12所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,其中,所述发动机具有多个所述杆密封组件,并且所述壳体内腔中的每一个都连接至一起以具有相等的工作气体压力。
14.根据权利要求1所述的杆密封组件,其中,所述工作气体是氢气或氦气。
15.一种用于斯特林循环发动机的杆密封组件,所述斯特林循环发动机是具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件的类型,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述活塞组件中的每一个都附接至连杆,所述连杆在所述发动机的操作期间以线性往复运动的方式摆动,所述杆密封组件密封所述连杆以控制所述工作气体从所述循环容积的泄漏,所述杆组件包括:
刚性壳体;
与所述活塞组件相邻的盖密封组件,所述盖密封组件由所述壳体保持,并且具有密封所述连杆的盖密封件;
与所述活塞组件间隔开的基部密封组件,所述基部密封组件由所述壳体保持,所述基部密封组件具有设置在所述壳体的与所述盖密封组件相对的端部处的密封塞、形成凹入半球形表面的密封座,具有用于所述连杆的内孔和支承抵靠所述密封座的凹入半球形表面的凸起半球形表面的杆密封件,设置在所述壳体中以将压缩力置于所述杆密封件上的弹簧;
以及
所述壳体形成在所述盖密封组件与所述基部密封组件之间的内腔。
16.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述基部密封组件具有用于在所述发动机的操作期间允许所述杆密封件相对于所述壳体移位的装置。
17.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述盖密封件具有径向裂口和盖密封垫片、以及第一弹簧,所述第一弹簧用于将轴向载荷置于所述盖密封垫片和所述盖密封件上。
18.根据权利要求17所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述盖密封组件具有第二弹簧,所述第二弹簧用于将径向载荷置于所述盖密封件上。
19.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括由PTFE材料形成的所述盖密封件。
20.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括由PTFE材料形成的所述杆密封件。
21.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述基部密封组件具有第一弹簧座和第二弹簧座,所述第一弹簧座和所述第二弹簧座具有位于它们之间且设置在所述壳体中以将压缩力置于所述杆密封件上的弹簧,从而迫使所述凸起半球形表面抵靠所述凹入半球形表面。
22.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:形成有平面端表面的所述密封塞、设置在所述密封座与所述密封塞之间并与所述平面端表面相接触的垫圈,所述垫圈能够实现在所述密封塞与所述密封座之间的相对径向运动。
23.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,还包括:所述杆密封件具有形成在所述凸起半球形表面中的O形环凹槽、以及设置在所述O形环凹槽中并与所述凹入半球形表面相接触的O形环。
24.根据权利要求15所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,其中,所述杆具有使所述活塞组件的内部与所述内腔连通的中央通道。
25.根据权利要求24所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,其中,所述活塞组件的内部和所述壳体内腔在所述发动机的操作期间维持接近所述循环容积的最小压力。
26.根据权利要求24所述的用于斯特林循环发动机的杆密封组件,其中,所述发动机具有多个所述杆密封组件,并且所述壳体内腔中的每一个都连接到一起,以具有相等的工作气体压力。
27.根据权利要求15所述的杆密封组件,其中,所述工作气体是氢气或氦气。
28.一种用于双作用型斯特林循环发动机的工作气体控制系统,所述双作用型斯特林循环发动机具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述循环容积在所述发动机的操作期间发生从最小循环压力至最大循环压力的循环压力变化,所述活塞组件中的每一个都与连杆相连,并且具有用于密封所述连杆的杆密封组件,所述控制系统包括:
第一容积,所述第一容积由所述活塞的中空内部限定,并且所述中空内部通过所述连杆中的第一通道一起与第二通道连通,所述第一容积适于在所述发动机的操作期间接近所述最小循环压力;
止回阀,所述止回阀使所述循环容积与所述第一容积相连,从而在所述发动机的操作期间,所述工作气体从所述第一容积流动至所述循环容积,以将所述第一容积中的压力维持成接近所述最小循环压力;
第二容积,所述第二容积适于在所述发动机的操作期间接近所述最小循环压力与所述最大循环压力之间的平均循环压力,并且通过具有第一限流器的第三通道与所述循环容积连通。
29.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,还包括:所述发动机具有气缸体组件以及由所述气缸体组件形成的所述第二通道和所述第三通道。
30.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,还包括:所述止回阀禁止所述工作气体从所述循环容积向所述第一容积流动。
31.根据权利要求30所述的工作气体控制系统,还包括:所述止回阀是可控的止回阀,所述止回阀能够被致动以允许所述工作气体沿两个方向在所述循环容积与所述第一容积之间流动。
32.根据权利要求30所述的工作气体控制系统,其中,所述止回阀是具有用于致动所述止回阀的电致动螺线管的阀组件。
33.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,还包括使所述第一容积与所述循环容积相连的第二限流器。
34.根据权利要求33所述的工作气体控制系统,其中,所述止回阀呈具有阀口的阀组件形式,所述阀口包括所述第二限流器。
35.根据权利要求30所述的工作气体控制系统,其中,当所述循环容积中的气体压力小于所述第一容积的气体压力减去所述止回阀的提升压力时,所述止回阀允许从所述第一容积向所述循环容积的流动,所述止回阀禁止从所述第一容积向所述循环容积的气体流动。
36.根据权利要求30所述的工作气体控制系统,其中,所述止回阀可不起作用,以容许所述工作气体沿两个方向在所述第一容积与所述循环容积之间流动。
37.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,其中,所述连杆第一通道与所述杆密封组件的内腔连通,所述杆密封组件内腔与所述第二通道相连,其中所述内腔形成所述第一容积的一部分。
38.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,其中,所述第一限流器设置在所述第三通道中。
39.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,还包括第三限流器,所述第三限流器代表工作气体经所述活塞组件的活塞环的泄漏。
40.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,其中,所述工作气体是氢气或氦气。
41.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,其中,止回阀和第一限流器与所述发动机的所述活塞组件中的每一个相关联地设置。
42.根据权利要求28所述的工作气体控制系统,还包括:在所述发动机的气缸体组件中形成多个端口,所述多个端口均与循环容积及所述第一容积连通,并且安装在所述端口中的阀提供了所述第二限流器和所述止回阀。
43.一种用于双作用型斯特林循环发动机的工作气体控制系统,所述双作用型斯特林循环发动机具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述循环容积在所述发动机的操作期间发生从最小循环压力至最大循环压力的循环压力变化,所述活塞组件中的每一个都与连杆相连,并且每一个都具有用于密封所述连杆的杆密封组件,所述控制系统包括:
具有内腔的所述杆密封组件;
第一容积,所述第一容积由所述活塞的中空内部限定,并且所述中空内部通过在所述连杆中的第一通道与杆密封组件内腔和第二通道连通;
止回阀,所述止回阀与所述循环容积中的每一个以及所述第一容积相连,当所述循环容积的气体压力小于所述第一容积的气体压力减去所述止回阀的提升压力时,所述止回阀允许从所述第一容积向所述循环容积的流动,所述止回阀禁止从所述第一容积向所述循环容积的工作气体流动,所述止回阀导致在所述发动机的操作期间所述第一容积中的气体压力维持成接近所述最小循环压力;
第二容积,所述第二容积适于在所述发动机的操作期间接近所述最小循环压力与所述最大循环压力之间的平均循环压力,第一限流器使所述循环容积与所述第二容积相连;以及
第二限流器,所述第二限流器使所述第一容积与所述循环容积相连,从而在所述发动机的操作期间,工作气体通过经所述第一限流器和所述第二限流器的流动而在所述循环容积之间流动。
44.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,还包括:所述发动机具有气缸体组件以及由所述气缸体组件形成的所述第二通道和所述第三通道。
45.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,还包括:所述止回阀均是可控的止回阀,所述止回阀能够被致动以允许所述工作气体沿两个方向在相关的循环容积与所述第一容积之间流动。
46.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,其中,所述止回阀是具有用于致动所述止回阀的电致动螺线管的阀组件。
47.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,所述止回阀呈阀组件的形式,每个所述阀组件都具有包括所述第二限流器的阀口。
48.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,其中,所述止回阀可不起作用,以容许气体沿两个方向在所述第一容积与所述循环容积之间流动。
49.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,其中,所述第一限流器设置在所述第三通道中。
50.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,还包括第三限流器,所述第三限流器代表工作气体经所述活塞组件的活塞环的泄漏。
51.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,其中,所述工作气体是氢气或氦气。
52.根据权利要求43所述的工作气体控制系统,还包括:在所述发动机的气缸体组件中形成多个端口,所述端口均与循环容积及所述第一容积连通,并且安装在所述端口中的阀提供了所述第二限流器和所述止回阀。
53.一种用于双作用型斯特林循环发动机的控制工作气体的方法,所述双作用型斯特林循环发动机具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述循环容积在所述发动机的操作期间发生从最小循环压力至最大循环压力的循环压力变化,所述活塞组件中的每一个都与连杆相连,并且具有用于密封所述连杆的杆密封组件,所述方法包括:
形成第一容积,所述第一容积由所述活塞的中空内部限定,并且通过所述连杆中的第一通道与第二通道连通至一起,所述第一容积适于在所述发动机的操作期间接近所述最小循环压力;
设置止回阀,所述止回阀使所述循环容积与所述第一容积相连,从而在所述发动机的操作期间,所述工作气体从所述第一容积流动至所述循环容积,以将所述第一容积中的压力维持成接近最小水平;
形成第二容积,所述第二容积适于在所述发动机的操作期间接近所述最小循环压力与所述最大循环压力之间的平均循环压力,并且通过具有第一限流器的第三通道与所述循环容积连通,其中在所述发动机的操作期间,所述循环容积的所述工作气体在所述循环容积之间交换,以提供对在所述循环容积中的所述工作气体的体积的控制。
54.根据权利要求53所述的方法,还包括设置在所述第一容积与所述循环容积之间的第二限流器,所述第二限流器用于允许所述工作气体在所述循环容积与所述第一容积之间流动,以进一步实现对在每个循环容积中的所述工作气体的体积的控制。
55.根据权利要求53所述的方法,还包括用于打开在所述第一容积与所述循环容积之间的气体流动的可控制阀,以通过减小在所述循环容积中的压力变化来卸载所述发动机。
56.一种用于双作用型斯特林循环发动机的控制阀,所述双作用型斯特林循环发动机是具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件的类型,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述循环容积发生从最小循环压力至最大循环压力的循环压力变化,所述发动机具有用于与所述控制阀相连的阀端口,所述控制阀与所述循环容积中的一个连通且与压力容积连通,所述控制阀包括:
阀本体,所述阀本体形成有用于与所述循环容积连通的第一通道和用于与所述压力容积连通的第二通道;
柱塞,所述柱塞能够在抵靠座部而密封所述座部的闭合位置以及从所述座部移位的打开位置之间移动,其中,在所述闭合位置,限制在所述第一通道与所述第二通道之间的流动,而在所述打开位置,容许在所述通道之间的流动;
弹簧,所述弹簧将所述柱塞推动至所述闭合位置,使得在所述第一通道中的压力比所述第二通道中的压力小到多于预定压差时使所述柱塞移动至所述打开位置;以及致动器,所述致动器作用在所述柱塞上以抵抗所述弹簧的推动力将所述柱塞移动至所述打开位置,从而使所述通道相连。
57.根据权利要求56所述的控制阀,其中,所述阀本体包括塞,所述塞具有形成所述第二通道的孔,而所述塞的一端形成所述座部。
58.根据权利要求57所述的控制阀,其中所述阀本体的第一通道包围所述塞。
59.根据权利要求57所述的控制阀,其中,所述塞形成有第三通道,所述第三通道形成了在所述第一通道与所述第二通道之间的受限制的流动连接。
60.根据权利要求57所述的控制阀,其中,所述致动器是电螺线管。
61.一种用于双作用型斯特林循环发动机的控制阀,所述双作用型斯特林循环发动机是具有在气缸孔内往复运动的两个或更多个活塞组件的类型,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述循环容积发生从最小循环压力至最大循环压力的循环压力变化,所述活塞组件中的每一个与连杆相连,并且具有用于密封所述连杆的杆密封组件,所述发动机具有用于接收所述控制阀的阀端口,所述控制阀与所述循环容积连通且与压力容积连通,所述控制阀包括:
阀本体,所述阀本体形成有用于与所述循环容积连通的第一通道;
阀塞,所述阀塞具有形成第二通道的中空内通道,所述第二通道用于与所述压力容积连通;
柱塞,所述柱塞能够在抵靠座部而密封所述座部的闭合位置以及从所述座部移位的打开位置之间移动,其中,在所述闭合位置,限制在所述循环容积与所述压力容积之间的流动,而在所述打开位置,容许在所述循环容积与所述第一容积之间的流动;
弹簧,所述弹簧将所述柱塞推动至所述闭合位置,使得在所述第一通道中的压力比所述第二通道中的压力小到多于预定压差时使所述柱塞移动至所述打开位置;以及致动器,所述致动器作用在所述柱塞上以抵抗所述弹簧的推动力将所述柱塞移动至所述打开位置,从而使所述通道相连。
62.根据权利要求61所述的控制阀,其中,所述塞的一端形成所述座部。
63.根据权利要求61所述的控制阀,而所述阀本体的第一通道包围所述塞。
64.根据权利要求61所述的控制阀,其中,所述塞形成第三通道,所述第三通道形成在所述第一通道与所述第二通道之间的受限制的流动连接。
65.根据权利要求61所述的控制阀,其中,所述致动器是电螺线管。
66.一种双作用型斯特林循环发动机,包括:
两个或更多个在气缸孔中往复运动的活塞组件,所述活塞组件中的每一个将容纳在所述发动机内的工作气体的隔离的循环容积分隔开,所述循环容积发生从最小循环压力至最大循环压力的循环压力变化;
具有气缸体的所述发动机,所述气缸体形成有用于所述循环容积中的每一个的阀端口,所述阀端口均与所述循环容积中的一个连通并与压力容积连通;
控制阀,所述控制阀设置在所述阀端口中的每一个内,并且形成用于与所述循环容积连通的第一通道和用于与所述压力容积连通的第二通道,所述控制阀还具有:柱塞,所述柱塞能够在抵靠座部而密封所述座部的闭合位置以及从所述座部移位的打开位置之间移动,其中在所述闭合位置,限制在所述第一通道与所述第二通道之间的流动,而在所述打开位置,容许在所述通道之间的流动;弹簧,其将所述柱塞推动至所述闭合位置,使得在所述第一通道中的压力比所述第二通道中的压力小到多于预定压差时使所述柱塞移动至所述打开位置;致动器,其作用在所述柱塞上以抵抗所述弹簧的推动力将所述柱塞移动至所述打开位置,从而使所述通道相连。
67.根据权利要求66所述的斯特林发动机,其中,在所述发动机的操作中,所述控制阀作用而导致在所述发动机压力容积中的压力具有接近所述最小循环压力的压力。
68.根据权利要求66所述的斯特林发动机,其中,所述控制阀压力容积中的每一个都与所述压力容积相连。
69.根据权利要求66所述的斯特林发动机,其中,所述控制阀具有第二通道,所述第二通道提供了在所述第一通道与所述第二通道之间的受限制的流动路径,从而允许所述工作气体在所述循环容积与所述压力容积之间流动。
70.根据权利要求66所述的斯特林发动机,其中,当所述控制阀打开时,所述循环容积与所述压力容积相连,这减小了在所述最小循环压力与最大循环压力之间的差异的大小。
71.根据权利要求66所述的斯特林发动机,其中,所述发动机包括杆密封组件,所述杆密封组件密封与所述活塞联接的连杆,所述杆密封组件具有带中空内腔的壳体,所述中空内腔与所述压力容积连通。
72.根据权利要求66所述的斯特林发动机,其中,所述发动机端口与所述杆密封件内腔连通。
73.根据权利要求72所述的斯特林发动机,其中,所述杆密封件内腔与密封件端口连通,所述密封件端口与所述阀端口对准,并且所述控制阀具有塞,所述塞具有设置在所述密封件端口中的头部。
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