技术领域
[0001] 本
发明涉及
热能和动
力领域,尤其是一种M型热气机。
背景技术
[0002] 斯特林
发动机的工作模式非常接近卡诺循环,因此效率很高,但是由于
斯特林发动机中热缸和冷缸之间的连通通道的存在一定的容量,以及两缸在工作循环时缸内始终会存有工质,导致斯特林发动机的压缩比很低,从而其输出功率始终无法提高。因此需要发明一种能增大输出功率的斯特林发动机。
发明内容
[0003] 为了解决上述问题,本发明提出的技术方案如下:一种M型热气机,包括相互连通的热缸和冷缸,所述热缸的热缸
活塞和所述冷缸的冷缸活塞中的一个为固定式活塞,另一个经
连杆与
曲轴连接;所述热缸和所述冷缸为对顶设置,且一体化设为连体缸;所述连体缸设为滑动式,经连杆与附属曲轴连接;所述附属曲轴的转速为所述曲轴的转速的两倍,所述附属曲轴的半径为所述曲轴的半径的一半;所述曲轴与所述附属曲轴为联动设置。 [0004] 一种M型热气机,包括相互连通的热缸和冷缸,所述热缸和所述冷缸的两个活塞各自连接的曲轴的半径和转速相等;所述热缸和所述冷缸为对顶设置,且一体化设为连体缸;所述连体缸设为滑动式,经连杆与附属曲轴连接;所述附属曲轴的转速为所述曲轴转速的两倍,所述附属曲轴的半径与所述曲轴的半径相等;所述曲轴与所述附属曲轴为联动设置。
[0005] 一种M型热气机,包括相互连通的热缸和冷缸,所述热缸和所述冷缸的两个活塞各自连接的曲轴的半径和转速相等;所述热缸和所述冷缸为对顶设置,且为一体化固定设置;两个所述曲轴均经连杆与附属曲轴上相同
相位的连杆轴颈连接;所述附属曲轴的转速为所述曲轴转速的两倍,所述附属曲轴的半径与所述曲轴的半径相等;所述曲轴与所述附属曲轴为联动设置。
[0006] 所述热缸和所述冷缸的两个活塞经连杆分别连接在同一曲轴上。 [0007] 所述热缸和所述冷缸的两个活塞连接在所述曲轴上的连杆轴颈的
相位差为90~180度。
[0008] 所述热缸设为内燃加热或外燃加热。
[0009] 本发明的原理是:将现有热气机的热缸和冷缸对顶设置,且一体化设置,通过按正时关系来调控缸体和活塞的运行方式,来完成
斯特林循环。
[0010] 根据热气机领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等,如在闭合回路上设置
回热器。
[0011] 本发明的有益效果如下:本发明所公开的M型热气机,采用热缸和冷缸对顶设置,减小了两缸之间的连通通道容量,相应增加了本发动机的压缩比,提高其输出功率。
附图说明
[0012] 图1-1、1-2、1-3和1-4所示的是本发明
实施例1的结构及循环运动示意图; 图2所示的是本发明实施例1中往复运动体的时间运动曲线示意图;图3-1、3-2、3-3和3-4所示的是本发明实施例2的结构及循环运动示意图;
图4所示的是本发明实施例2中往复运动体的时间运动曲线示意图;
图5-1、5-2、5-3和5-4所示的是本发明实施例3的结构及循环运动示意图;
图6所示的本发明实施例3中往复运动体的时间运动曲线示意图;
图7所示的本发明实施例4的结构示意图;
图中:
1热缸、11热缸活塞、2冷缸、21冷缸活塞、3连体缸、4曲轴、5附属曲轴。
具体实施方式
[0013] 实施例1如图1-1所示的M型热气机,包括相互连通的热缸1和冷缸2,所述热缸1的热缸活塞
11为固定式活塞,所述冷缸2的冷缸活塞21经连杆与曲轴4连接;所述热缸1和所述冷缸
2为对顶设置,且一体化设为连体缸3;所述连体缸3设为滑动式,经连杆与附属曲轴5连接;所述附属曲轴5的转速为所述曲轴4的转速的两倍,所述附属曲轴5的半径为所述曲轴
4的半径的一半;所述曲轴4与所述附属曲轴5为联动设置。
[0014] 本实施例M型热气机的循环工作状态,分别如图1-1、1-2、1-3和1-4所示依次循环进行,完成一个热气机循环。
[0015] 上述M型热气机中,所述连体缸3和所述冷缸活塞21为往复运动体,两者的时间运动曲线如图2所示,虚线所示的为所述冷缸活塞21的时间运动曲线,实线所示的是所述连体缸3的时间运动曲线。根据图2所示可知,两个往复运动体在运动过程中,不会出现碰撞,同时驱动所述连体缸3中气体工质在所述热缸1和所述冷缸2
往复流动,而实现斯特林循环。
[0016] 具体实施时,可选择地,所述冷缸2的冷缸活塞21设为固定式活塞,所述热缸1的热缸活塞11经连杆与曲轴4连接。
[0017] 具体实施时,可选择地,所述热缸1设为内燃加热或外燃加热。 [0018] 实施例2如图3-1所示的M型热气机,包括相互连通的热缸1和冷缸2,所述热缸1和所述冷缸
2的两个活塞各自连接的曲轴4的半径和转速相等;所述热缸1和所述冷缸2为对顶设置,且一体化设为连体缸3;所述连体缸3设为滑动式,经连杆与附属曲轴5连接;所述附属曲轴5的转速为所述曲轴4转速的两倍,所述附属曲轴5的半径与所述曲轴4的半径相等;所述曲轴4与所述附属曲轴5为联动设置。
[0019] 图中所示的热缸活塞11和冷缸活塞21连接在所述曲轴4上的相位差为180度的连杆轴颈上。
[0020] 本实施例M型热气机的循环工作状态,分别如图3-1、3-2、3-3和3-4所示依次循环进行,完成一个热气机循环。
[0021] 上述M型热气机中,所述连体缸3、所述热缸活塞11和所述冷缸活塞21三者均为往复运动体,三者的时间运动曲线如图4所示,横轴上方的虚线所示的为所述冷缸活塞21的时间运动曲线,横轴下方的虚线所示的为所述热缸活塞11的时间运动曲线,而实线所示的是所述连体缸3的时间运动曲线。根据图4所示可知,三个往复运动体在运动过程中,不会出现碰撞,同时驱动所述连体缸中气体工质在所述热缸1和所述冷缸2往复流动,而实现斯特林循环。
[0022] 具体实施时,可选择地,所述热缸1和所述冷缸2的两个活塞经连杆分别连接在同一曲轴4上,同样可实现上述循环过程。
[0023] 具体实施时,可选择地,所述热缸1设为内燃加热或外燃加热。 [0024] 实施例3如图5-1所示的M型热气机,其与实施例2区别在于:所述热缸活塞11和所述冷缸活塞21连接在所述曲轴4上相位差为90度的连杆轴颈上。
[0025] 本实施例M型热气机的循环工作状态,分别如图5-1、5-2、5-3和5-4所示依次循环进行,完成一个热气机循环。所述连体缸3、所述热缸活塞11和所述冷缸活塞21,三个往复运动体的时间运动曲线如图6所示。
[0026] 根据实施例2和实施例3所示的M型热气机,可选择控制所述热缸1和所述冷缸2的两个活塞连接在所述曲轴4上的连杆轴颈的相位差在90~180度之间。 [0027] 实施例4
如图7所示的M型热气机,其与实施例2的区别在于:所述连体缸3为固定式设置,两个所述曲轴4均经连杆与所述附属曲轴5上相同相位的连杆轴颈连接,所述热缸1和所述冷缸2的两个活塞经连杆分别连接在同一曲轴4上,所述热缸活塞11和所述冷缸活塞21分别受到所述曲轴4和所述附属曲轴5的共同作用,具体实施时要保证所述热缸活塞11和所述冷缸活塞21与所述连体缸3不相撞。
[0028] 具体实施时,可选择地,所述热缸1和所述冷缸2的两个活塞经连杆分别连接在不同曲轴4上。
[0029] 具体实施时,可选择地,所述热缸1设为内燃加热或外燃加热。 [0030] 显然,本发明不限于以上实施例,根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案,可以推导出或联想出许多变型方案,所有这些变型方案,也应认为是本发明的保护范围。