斯特林循环发动机
专利汇可以提供斯特林循环发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 斯特林循环 型 发动机 ，经加热器和冷却器加热和冷却的介质气体的流动使 气缸 内的置换 活塞 和动 力 活塞工作，置换活塞将气缸分成上室和下室，下室位于置换活塞和动力活塞之间，上室和下室之间通过加热器、 回热器 和冷却器彼此相连，介质气体从上室流入下室或反向流动，加热器、回热器和冷却器与气缸垂直安装在气缸外圆周一侧。优点在于该发动机径向尺寸可减小而不影响效率。，下面是斯特林循环发动机专利的具体信息内容。
1、一种斯特林循环型发动机，包括一个带有盖的气缸，一个动力活塞和一个置换活塞，动力活塞和置换活塞均滑配装在气缸内，置换活塞将气缸内部分成二个室，其中一个室位於动力活塞和置换活塞之间，二个室通过能使装置内的流体冷却的冷却器、回热热和能使装置内流体加热的加热器彼此连接，本发明的特征是冷却器、回热器和加热器均配置在气缸外圆周一侧，和气缸准直。
2、根据权利要求1的斯特林循环型发动机，其特征在于每个冷却器、回热器和加热器包括若干个管元件，每个冷却器、回热器和加热器上的每个管件各自彼此连接构成若干个流体流动通道。
3、根据权利要求1的斯特林循环型发动机，其特征在于回热器包括一个环形管元件和配置在管元件内的金属丝网。
4、根据权利要求1的斯特林循环型发动机，其特征在于冷却器包括在气缸下部周围的冷却水箱和若干个配置在冷却箱内且具有冷却水循环装置的冷却器元件。
本发明涉及一种能把外部热源的热量转化为有用机械能的斯特林循环发动机，特别涉及供其中加热器、回热器和冷却器用的有关元件的配置。
斯特林循环发动机是众所周知的现有技术。在常规结构的斯特林循环发动机中，其热力循环是再热式的，工作流体的压缩和膨胀过程在不同温度条件下进行。在这类作为原动机的发动机中，在发动机内作为介质气体经加热器的工作流体当其处于热室时取得热量，其中的部分热量在工作流体因吸热膨胀时转化为功，并借以推动与分开转动的曲轴联接的活塞，而后置换器经回热器将工作流体排出，且迫使工作流体经冷却器进入冷室。之后，置换器经冷却器和回热器迫使工作流体从冷室出来进入冷室;当工作流体通过回热器时，吸收回热器原有的热量，在热室中，工作流体再次吸收热量并重复其循环动作。这样，曲轴因置换器的往复运动而转动。
例如，特凯（Takei）等人的美国专利4，578，949公开了一个结构紧凑的斯特林循环发动机的实例。如图1所示，该图是现有斯特林循环发动机1的横截面图，该发动机包括在气缸4内因经加热器5和冷冷却器6加热和冷却过的介质气体流动而动作的量换活塞2和动力活塞3。气缸4被置换活塞2分成上室4a和下室4b，下室4b限定在置换活塞2和动力活塞3之间。上室4a和下室4b彼此通过加热器5、回热器7和冷却器6相连接，介质气体从上室 4a流入下室4b，或者反向流动。在气缸4的外圆周表面周围构成回热器7。这样，气缸和回热器的结构复杂，回热器组件的工艺性差。接收热源热量且与气缸4的上室4a连通的加热器5要从气缸4的顶部径向凸出伸到热源之上，而与气缸4下室4b连通的冷却器6要从气缸4的下部径向伸到加热器的对置侧上。因此，冷却器的功能不受热源的影响，借以实现高效率运行。然而，发动机的径向尺寸受到了加热器5和冷却器6的长度限制。
本发明的主要目的是提供一种经改进的斯特林循环型发动机，该发动机的径向尺寸得以减小而不影响发动机的效率。
本发明的另一目的是提供一种其组件易于操作的斯特林循环型发动机。
根据本发明的斯特林循环型发动机包括一个动力活塞和一个置换活塞，这二个活塞滑配在封装有介质流体的气缸内。可活动的置换器将气缸的内部空间分成二个室，这二个室彼此至少通过其中一个冷却器，一个回热器和加热器连接起来。这些冷却器、回热器和加热器是装在气缸的一侧，与其准直。
本发明的其它目的，特性和其它问题将参照附图对本发明的最佳实施例的详细说明而得到理解。
图1是现有斯特林循环型发动机的横截面图。
图2是根据本发明的一个实施例的斯特林循环型发动机的横截面图。
图3是图2Ⅲ-Ⅳ的截面图。
图4是图2Ⅳ-Ⅳ的截面图。
参照图2，该图示出了根据本发明的一个实施例的斯特林循环型 发动机。该装置10包括一个具有安装在曲轴箱13上气缸12的环形机匣11，一个安装在气缸12上开口部位且通过第一支板15装在其上面以封住气缸12开口部位的气缸盖14。
置换活塞16滑配在气缸内且将气缸12分成二个室。动力活塞17也滑配在气缸12内且位于气缸12的下部位。动力活塞17的顶部表面相对于置换活塞16的底部表面。气缸12的上室起热室12a的功能，而置换活塞16和动力活塞17之间限定的空间起冷却室12b的功能。活塞16、17均与曲轴联接，该曲轴通过轴承19支承在曲轴箱13内且可转动。曲轴18有三个曲柄18a、18b和18c，从曲轴伸出。外侧的二个曲柄18a和18c以相同的角度从曲轴伸出且通过二个平行的接头连杆20a，20b与动力活塞17联接。置换活塞16是由中间曲柄18b致动，该曲柄18b与另二个曲柄18a，18c偏置一定的角度。置换活塞16通过由连接件22与固定在曲柄18b上的接头连杆23联接的连杆21联接在中间曲柄18b。
正如图2所示，气缸12包括一个上部元件121和一个下部元件122，这二个元件通过第二支板24连接。在气缸12的外圆周表面周围配置一个环形的圆柱形元件25与对置的冷却室12b相对应。圆柱形元件25的下部开口由第二支板24封住，圆柱形元件25的上部开口由第三支板26封住。由圆柱形元件25、气缸12外圆周表面和第二、第三支板24、26限定的空间起冷却箱30的功能，使冷却的水得以循环。
参照图2和图3，若干个加热器径向凸出于第一支板15伸在热源之上。（在图3中，示出了有四个加热器27的一个实施例）每个 加热器27包括一个外管元件271和一个内管元件272。每个外管元件271的一个端部固定在孔28的一个外端部，每个外管元件271的另一端部是封住的，所述的孔28是通过与气缸12加热室12a的内部和气缸外表面及其它外空间之间连通的第一支板15构成的。因为内管元件272伸到外管元件271的内部，其间隙为液体通道空间A定界，外管元件271与内管元件272的内部连通，同时也与孔28中形成的空间281连通。每个连通孔28的空间281分别与回热器连接。为了加速热交换，在外管元件271的外圆周表面上装有许多环形散热片。若干个回热器29沿气缸外圆周表面是有间隙的垂直伸开。每个回热器包括圆柱形的管件291和配置在管元件291内部的金属丝网292。管元件291的上端固定在第一支板15上且与空间281相通。管元件291的下端固定在第三支板26上。
参照图2和图4，若干个冷却器31垂直伸入冷却箱30的内部空间，每个冷却器31包括一个外管元件311和一个内管元件312。外管元件311的上端固定在第三支板26上，以便与回热器29的下部位连通。外管元件311的下开口由支板24遮住。但是，外管元件311的内部空间通过外管元件311的侧孔311a和通过第二支板24构成的相通孔32与气缸12的冷室12b连通。内管元件312伸入外管元件311的内部空间，具有间隙且其内开口由盖312a封住，借此限定流体的通道空间B。内管元件312的下端部位固定在第二支板24上。冷却水在内管元件312的内部由进、出管元件311、312循环，进、出管元件为了能伸入内管元件312的内部固定在螺栓元件34上。因此，通过外管元件 311的内表面和内管元件312外表面之间的流体通道空间B的介质气体借助于经内管元件312和冷却箱30循环的冷却过的水得以冷却。
有关装置将通过气缸的热力过程加以说明。如果动力活塞17处于它的下部位置，而置换活塞16处于它的最上位置，那末封闭在系统中的所有气体一直是被迫进入处于其最大容积的冷室12b中，动力活塞17继而向上运动以压缩冷室12b中的气体;动力活塞16向下运动迫使受压缩的气体通过冷却器31、回热器29、加热器27并且进入热室12a。正如图2所示，当动力活塞17处于其最上位置而置换活塞16已运动到冷室12b的容积处于最小的下部位置时，被压缩的气体全在热室12a中。加热器27的热量促使热室12a中的气体膨胀，且动力活塞17和置换活塞16均向下运动到它们的最低位置。动力活塞17保持在它的最低位置时，置换活塞16向上运动且推动从热室12a出来的气体。在气体从热室12a流到冷室12b的过程中，气体向回热器29放出它的大部分热量，且把其残余的热量给冷却器31。如果置换活塞16处于将气体推入冷室12b中间部位和到达其最上位置之前的部位，所有的气体一直被迫进入冷室12b。之后，重复这种循环动作，将冷却的气体进入把回热器的热量重新利用的热室12a。
如上所述，加热器、回热器和冷却器是彼此串接且在热室和冷室之间连通的，热室和冷室均在气缸内且设置在气缸一侧圆周部位。因此，这种斯特林循环发动机的径向尺寸减少而不影响每个元件的位置，也就是说，斯特林循环发动机的结构是可以做得更加紧凑。
本发明已经结合最佳实施例作了叙述，但这仅仅是例子且不局限 于该实例。本技术领域的技术人员将不难理解，根据本发明的技术构思能容易做出其它变型和改进。
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