[实用新型]一种斯特林循环发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发动机，特别是指一种斯特林循环发动机。 

背景技术

斯特林循环发动机为一种外燃机，是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。斯特林循环发动机是目前公认的效率最高气体发动机。 

但是斯特林循环发动机在实施过程中存在着一系列的技术问题，具体叙述如下：首先，斯特林循环发动机的工质密封较难，密封件的可靠性和使用寿命上还存在着难以解决的问题；其次，活塞的摩擦问题难以解决。以上为现有的斯特林循环发动机在具体实施时其结构上所存在的不足。 

实用新型内容

本实用新型提供一种斯特林循环发动机，其所要解决的主要技术问题在于：工质的密封问题以及做功活塞的摩擦问题。以上为本实用新型所要解决的主要技术问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型提供一种斯特林循环发动机，其包括热腔、冷腔以及排出器，所述排出器设置在所述热腔与冷腔之间，所述热腔内壁与所述排出器之间留有工质流通间隙，其特征在于：所述冷腔的底部与所述热腔相对应的设置有所述排出器支柱，所述排出器上与所述排出器支柱相对应的设置有连接腔，所述连接腔套设在所述排出器支柱上，所述连接腔的腔壁与所述排出器支柱之间气密配合，并在所述连接腔中封闭有一段气体，所述气体构成气体弹簧，所述冷腔的底部灌充有液体，所述冷腔中的液体为做功活塞，所述冷腔上设置有单项排出阀以及单项输入阀，所述单项排出阀下游设置水轮机仓，所述水轮机仓中设置有水轮机，所述水轮机上设置有对外的动力输出轴，所述单项排出阀与所述水轮机仓之间设置有连通的管道，且所述管道的末端对应所述水轮机设置有喷头，所述水轮机仓的底部装有与所述冷腔中相同的液体，所述水轮机仓的底部位于液面以下设置有管道连接至所述单项输入阀。 

本实用新型在具体实施时：当所述热腔被外部热源加热，所述热腔中的工质受热膨胀从而推动所述排出器压缩所述气体弹簧下移，所述排出器下移后，所述冷腔中的气体被排至所述热腔中受热膨胀，与此同时，所述冷腔底部的液体受压后通过所述单项排出阀排出部分液体通过所述管道由设置在所述管道末端的喷头喷到所述水轮机上，推动所述水轮机转动，再通过设置在所述水轮机上的动力输出轴向外输出动力；当所述冷腔排出一定量的液体后腔内恢复初始压力，所述排出器与所述排出器支柱之间的气体弹簧回弹使所述排出器上行，从而将所述热腔中的气体工质排至所述冷腔中冷却收缩，所述冷腔中的气体收缩后产生负压通过所述单项输入阀将所述水轮机仓底部的液体吸入所述冷腔，进而完成一个循环。 

优选于：所述冷腔的腔壁中设置有中空的夹层，所述夹层与所述冷腔之间位于液体的液面以下设置有连通孔，所述单项排出阀以及所述单项输入阀均设置在所述夹层的顶侧，使得出入所述冷腔的液体均必须经过所述夹层已达到对所述冷腔提供液体冷却的作用。 

优选于：所述热腔上部做成凹坑状，对应的所述排出器上部也做成凹坑状，以增大与外部热源的热交换面积，在利用太阳能时也能使阳光在凹坑内多次反射而充分吸引热量。 

优选于：所述单项排出阀与所述水轮机仓之间的管道上设置有蓄压仓，所述蓄压仓的底部装有与所述冷腔中相同的液体。如果将冷腔中的液体直接通过管道喷向所述水轮机，则液流会在所述冷腔中压力减小时断流，所以使用所述蓄压仓来缓冲，所述蓄压仓内充有气体，气体可压缩，具有一定弹性，当所述冷腔中的液体涌入时，所述蓄压仓中的气体被压缩蓄能，在所述冷腔中压力减小时继续驱动液流喷向所述水轮机，即可保持相对稳定和持续的液流，使所述水轮机能够不间断的向外输出动力。 

优选于：在所述冷腔中的液面上设置浮子，所述浮子覆盖在所述冷腔中的液面上。如果在外部热源温度较高的情况下，从所述热腔来的高温气体到达所述冷腔时与液面直接接触，难免会使所述液体表面少量蒸发，使蒸汽混入工质，从而影响其热力性能，通过所述浮子使从所述热腔来的高温气体到达所述冷腔时不与液面直接接触，进而避免了液体蒸发，适用于热源温度较高的场合。 

与现有技术相比，本实用新型所产生的有益效果是：本实用新型提供的一种斯特林发动机通过容易实现的技术手段解决了斯特林发动机的活塞摩擦以及工质密封的问题，降低制造成本，提高寿命和稳定性。