[实用新型]一种新型斯特林发动机

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及发动机设备，具体涉及一种新型斯特林发动机。

【背景技术】

斯特林发动机是十九世纪初苏格兰牧师罗伯特.斯特林(RobertStirling)以卡诺循环理论为基础开发的一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环外燃机，其特点是该发动机的气缸一端为热腔，另一端为冷腔，在封闭的气缸内充有一定容积的工质，工作过程中，通过燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质在高温的热腔中迅速加热膨胀，然后流入低温冷腔中压缩，利用工质在不停的发生热胀冷缩的过程中产生的压力差来推动发动机做功。整个做功过程中，工质不直接参与燃烧，也不需要更换。

现有已设计制造的斯特林发动机有多种结构，可利用各种能源，已在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行应用，其基本结构如图1至图4所示，图1至图3为根据气缸和活塞的不通配置方式构成的α型、β型和γ型斯特林发动机结构示意图，图4为转子型的斯特林发动机，从上述的现有的斯特林发动机图形上我们不难看出，现有的斯特林发动机除了图4中的转子型的斯特林发动机以外，都是采用往复式运动的设计模式；至于转子发动机型斯特林发动机由于存在着许多的技术问题难以解决，以现有的技术水平几乎是不可能制造出来，因此现有的斯特林发动机一般都以往复运动的形式运作。

由于受往复运动这种形式的特性所限，斯特林发动机需要进行动密封的很多地方都必须采用接触式动密封件；由于采用了接触式动密封件，因此也就必不可少的牵涉到润滑问题以及动摩擦问题，润滑问题和摩擦问题又导致发动机的接触式动密封件必然会出现动摩擦损耗，从而引发发动机的稳定性下降、维修频繁等问题。在现实条件下，斯特林发动机是一种对密封的要求特别高的外燃机，其热缸的工作环境更是要求机体的密封件必然要面对高温高压这个问题，因此也就形成了现有的斯特林发动机的结构特性与密封技术现状的对立问题的存在。这个问题的存在也直接导致现有的斯特林发动机的制造成本高，机体结构复杂，体积大，机体笨重，密封技术要求高，密封件使用寿命短，维护麻烦等技术难题。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种结构简单、转速高、体积小、成本低、结构简单可靠、维护方便的新型斯特林发动机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种新型斯特林发动机，包括输出动力的中心转轴和安装在中心转轴输出端的启动机构，所述中心转轴的一端安装有转轮移气机构，所述转轮移气机构包括圆柱形的壳体、密封壳体前后两端的隔热边垫、密封在壳体腔体内的做功气体介质、半圆柱形的移气轮和对壳体各内腔进行密封的迷宫密封装置，所述壳体由上下两部分半圆柱型的热腔壳和半圆柱型的冷腔壳组成，上下两部分热腔壳和冷腔壳之间连接有中央隔热密封垫，所述热腔壳用于加热做功气体介质，所述冷腔壳用于冷却做功气体介质；所述中心转轴上的转轮移气机构靠近启动机构侧安装有风动机构，所述转轮移气机构与风动机构之间依次设有连通所述壳体及风动机构的热能再生器组、导气管组和单向分气阀组；通过循环加热冷却转轮移气机构不同腔体内的做功气体介质，让转轮移气机构壳体内不同腔体的做功气体介质在热胀冷缩过程中造成不同腔体间的压力差，令处于高压腔体内的做功气体介质从轮移气机构中流出，经热能再生器组和导气管组后，再通过单向分气阀组进行分流，然后推动风动机构转动并同时带动中心转轴转动并输出动力，做功后的做功气体介质再由单向分气阀组分流后经过导气管组和热能再生器组再流回转轮移气机构内的处于低压的腔体内。

如上所述的一种新型斯特林发动机，所述风动机构包括装配在中心转轴上的第一风机和第二风机，每组风机由气缸套、气缸套顶、气缸套底、装配于气缸套内的叶轮、装配于叶轮上的叶片及气缸外套座组成，在气缸外套座内还设有有对第一风机、第二风机内的气体介质进行密封的迷宫密封组，所述单向分气阀组则固定在气缸外套座上。