[发明专利]斯特林发动机

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种密封性好、热效率高的斯特林发动机。

背景技术

传统的斯特林发动机，一般都是通过设置在配气气缸外部的加热装置和冷却装置对配气气缸两侧进行加热和冷却，通过加热气体膨胀和冷却气体的收缩再配合配气气缸内的配气活塞移动，从而驱动做功气缸内的做功活塞进行做功，现有技术的斯特林发动机结构中，为避免加热和冷却装置影响配气气缸的动作，通常是将加热装置和冷却装置设置在配气气缸的外部两侧，由此设置使其热效率不高。同时斯特林发动机本身的密封性要求比较高，而现有技术中斯特林发动机通过做功活塞与做功气缸的动态密封滑动接触是整个密封系统的最薄弱环节，由于其动态密封的性质，使其密封性难以有效提高，这也是制约斯特林发动效率有效提高了主要难题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种密封性好、热效率高的斯特林发动机。

为了解决上述技术问题，本发明的斯特林发动机，包括配气气缸、配气活塞、配气气缸轴向两侧设置的加热装置和冷却装置、做功气缸以及做功活塞；配气活塞可在配气气缸内轴向往复移动，并且配气活塞边缘与配气气缸内壁之间具有供气体流通的间隙；做功活塞通过活塞环与做功气缸配合密封并可往复滑动；配气气缸通过气流通道与做功气缸连接，配气活塞与做功活塞同步往复移动；气流通道有两路分支，两路气流通道分别通往做功气缸的左侧内腔和右侧内腔；左侧内腔和右侧内腔均密封；右侧内腔通过一个排气阀与气流通道连接，做功活塞右侧设置有与排气阀相对的触动部分，当做功活塞移动到右侧极限位置时触动部分可打开排气阀，而当做功活塞离开右侧极限位置时排气阀关闭。

所述配气活塞与配气气缸内壁之间设置滚珠。

所述加热装置和冷却装置均位于配气气缸内，并且加热装置和冷却装置的整体形状均为相对配气气缸轴向设置的棒状，同时在配气活塞的两侧端面上分别开有与棒状的加热装置和冷却装置相配合的加热装置插槽和冷却装置插槽。

所述做功活塞通过第一连杆和第一曲柄驱动一个输出轴旋转，所述输出轴通过第二曲柄和第二连杆驱动配气活塞同步往复移动。

所述第二曲柄和第二连杆位于一个密封的配气密封腔内，配气密封腔与配气气缸相通。

所述配气气缸和做功气缸外围包覆有保温材料层。

所述第一曲柄和第一连杆位于一个密封的做功密封腔中，做功密封腔与做功气缸的左侧内腔或右侧内腔相通。

所述气流通道上设置有可将气化并混在气流中的动作部件的润滑油分离回收的油气分离器。

所述配气密封腔和做功密封腔与输出轴之间分别通过机械旋转密封件密封，机械旋转密封件由一个润滑油循环冷却系统润滑和冷却；所述润滑油循环冷却系统包括一个供油装置，供油装置上设置有出油管路和回油管路，出油管路经过输出轴与机械旋转密封件之间的间隙后通往回油管路；所述回油管路上设置有管压调节阀，用来使回流的润滑油产生一定的背压。

本发明的优点体现在：

1、由于加热装置和冷却装置均设置在配气气缸内部，使其直接对配气气缸两侧的气体进行加热或制冷，减少了能量的损耗，提高了发动机效率；

2、由于将曲柄连杆及活塞安装在固定在密封腔内，降低了动作部件的密封难度，提高了密封性，也减少了热能的损耗；

3、两组机械密封件均由润滑油循环冷却系统润滑冷却，同时在润滑油循环冷却系统的回油管路中设置管压调节阀，不但对机械密封件进行了降温冷却，同时也增加了机械密封面外侧的压力，通过外侧的油压抵消内侧向外泄漏的压力，产生防泄漏的作用，进一步提高了密封效果；

4、由于作功气缸的两侧内腔均为密封，其左侧内腔气体作功过程中由于作功活塞密封不严而产生的泄漏可以通过右侧内腔的排气阀回到配气气缸，减少了整个作功气体介质的泄漏损耗，也有利于提高效率。

附图说明

图1为本发明斯特林发动机的缸体部分结构示意图；

图2为本发明斯特林发动机的主转轴部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的斯特林发动机作进一步详细说明。