[实用新型]斯特林循环装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及利用斯特林循环进行发电及冷却等的斯特林循环装置。

背景技术

目前已知有将置换器和活塞同轴配置于气缸内的构造的斯特林循环装置，其作为发电机及冷冻机等实用化。同时，在这种斯特林循环装置中，在活塞上安装有永久磁铁，且夹持该永久磁铁配置定子和轭铁。在发电机的情况下，因从外部给予的温度差而工作气体重复压缩和膨胀，由此活塞往复运动，该运动能量通过永久磁铁和定子的电磁作用而变换成电能。另一方面，在冷冻机的情况下，通过在定子的电磁线圈中流过驱动电流，活塞往复运动，伴随该往复运动，工作气体重复压缩和膨胀，由此产生低温部和高温部的温度差。

在斯特林循环装置中，通过置换器及活塞在气缸内往复运动，实现斯特林循环的气体的压缩及膨胀。置换器及活塞需要以接近斯特林循环的理想的压缩、膨胀的方式保持充分的气密性，并且在气缸内往复运动。但是，为保持气密性而置换器及活塞的外面和气缸的内面的间隙过窄时，摩擦带来的损失增加。因此，该间隙的大小根据气体的泄漏带来的损失和滑动摩擦带来的损失的均衡来决定。

现有的斯特林循环装置中，以置换器及活塞尽可能地保持规定的间隙（例如数10μｍ）在气缸内往复运动的方式决定驱动置换器及活塞的连杆的钢性。即，将连杆的直径加粗到往复运动时不会因连杆“挠曲（柔软）”而置换器及活塞引起横向振动的程度。

但是，置换器、活塞中心轴和气缸的中心轴的错位因组装误差及零件尺寸的误差等而不能避免。当存在上述的中心轴的错位时，在连杆的钢性高的现有的斯特林循环装置中，置换器、活塞容易与气缸内的一部分强接触。其结果是气缸和置换器、活塞的滑动摩擦增大，能量损失增大。另外，因气缸内的一部分的磨损提前，从而耐久性降低。

发明内容

本实用新型是鉴于这样的情况而创立的，其目的在于，提供一种能够抑制置换器、活塞的中心轴和气缸的中心轴的偏差引起的气缸内的摩擦的斯特林循环装置。

本实用新型的斯特林循环装置具有：固定于外壳中的气缸、可往复运动地插入所述气缸的一端的置换器、可往复运动地插入所述气缸的另一端的活塞、与圆筒状的所述气缸的轴方向平行地延伸且一端与所述置换器连接的第一连杆、与所述气缸的轴方向平行地延伸且一端与所述活塞连接的第二连杆、连接于所述第一连杆的另一端且经由所述第一连杆对所述置换器施力的第一弹簧部件、连接于所述第二连杆的另一端且经由所述第二连杆对所述活塞施力的第二弹簧部件。所述第一连杆及所述第二连杆的至少一方具有可通过所述弹簧部件的弹力而产生弹性变形的规定的直径。

优选的是，第一连杆及所述第二连杆的至少一方具有随着接近末端而直径比所述规定的直径逐渐变粗的扩径部。

优选的是，所述置换器具有：在所述气缸的内面滑动的大径部、位于与所述大径部同轴上且直径比所述大径部小的圆筒状的小径部。所述活塞具有承受所述气缸的所述小径部的贯通部，所述第一连杆通过所述小径部的空洞与所述气缸的所述大径部连接。

优选的是，所述活塞具有通过面向所述置换器的端壁部封闭一端的圆筒状的形状。所述贯通部形成于所述活塞的所述端壁部的中央部分。多个所述第二连杆连接于所述活塞的所述端壁部。

优选的是，所述第一弹簧部件及所述第二弹簧部件包含具有弹性的板状部件。所述第二弹簧部件的所述板状部件具有所述第一连杆贯通的孔。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种能够抑制置换器、活塞的中心轴和气缸的中心轴的偏差引起的气缸内的摩擦的斯特林循环装置。

附图说明

图1是表示本实用新型实施方式的斯特林循环装置的构成之一例的剖面图；

图2是图解图1所示的斯特林循环装置的置换器和活塞的主要部分的图；

图3是表示图1所示的斯特林循环装置的置换器驱动用的连杆的图。

符号说明

1…外壳、2…上部外壳、3…中间部外壳、5…气缸保持部、6…外部片、7…下部外壳、8…盖部、10…上部气缸、11…下部气缸、12…膨胀室、13…吸热片、14…蓄热式热交换器（再生器）、15…散热片、16…连通孔、17…压缩室、18…轭铁、19…轭铁保持部、20…活塞、21…基部、22…贯通部、23、24…滑动部、25…磁铁、30…定子、33…线圈、36…铁心、40…支承部、41…支柱、43…支承基台、51、52…弹簧部件、61、62…连杆、70…置换器、71…基部、72…滑动部、73…头部。

具体实施方式