[发明专利]自由活塞型斯特林发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种自由活塞型斯特林发动机。

背景技术

在日本专利No.3786959中描述了一种自由活塞型斯特林发动机。

专利文献1：日本专利No.3786959

技术问题

上述自由活塞型斯特林发动机包括具有汽缸的壳体、动力活塞以及置换器。壳体填充有工作气体。置换器和动力活塞被竖直容置在壳体内，并且从置换器向下延伸的杆部分穿过在动力活塞的中央设置的孔。置换器被支撑弹簧以可往复运动的悬臂式的方式弹性地支撑在壳体的底部部分中，所述支撑弹簧连接到延伸通过孔的杆部分的一端。壳体和动力活塞的上表面分隔工作空间，置换器在所述工作空间中往复运动。将工作空间中的工作气体加热的热端（加热部分）被设置在壳体上方，并且同样地，冷却工作气体的冷端（冷却部分）被设置在壳体下方。在这种结构中，置换器在工作空间中的往复运动引起工作空间中的工作气体的温度改变，并且因此随着由温度改变引起的工作空间中的压力变化而影响动力活塞的往复运动。

然而，在上述自由活塞型斯特林发动机以不垂直于地面的角度被安装的情况下，由于置换器被弹簧以悬臂式方式支撑在壳体的下部部分中，置换器和置换器的杆部分可能倾斜，从而因为置换器和壳体之间的过度摩擦、或置换器的杆部分和动力活塞的分隔上述孔的内周边部分之间的过度摩擦而导致阻力。在这种情况下，置换器和动力活塞的往复运动不稳定，且因此所述往复运动停止。因此，自由活塞型斯特林发动机的安装状态被限制成垂直于地面。

发明内容

根据上述情况给出本发明。本发明的目的在于：提供在其安装状态方面不受限制的自由活塞型斯特林发动机。

解决方案

为了实现以上目的，本发明的自由活塞型斯特林发动机包括壳体、动力活塞、置换器、连通孔、置换器杆、第一弹性支撑件以及第二弹性支撑件。

壳体填充有工作气体。动力活塞将壳体的内部分隔成第一空间和第二空间。置换器布置在第一空间中。连通孔设置在动力活塞中且使第一空间与第二空间沿预定的轴线连通。置换器杆从置换器沿着预定轴线且穿过连通孔延伸到第二空间中。第一弹性支撑件布置在第一空间中，且在置换器和置换器杆中的至少一个的近端处将所述置换器和置换器杆中的至少一个弹性地支撑在壳体中。第二弹性支撑件布置在第二空间中，且在置换器杆的远端处将置换器杆弹性地支撑在壳体中。

同样地，连通孔允许置换器杆在第一空间和第二空间维持气密状态的情况下移动，并且借助于第一空间中的工作气体通过冷却和加热而膨胀和压缩，动力活塞和置换器以动力活塞和置换器之间的预定的相位差沿着预定轴线相应地往复运动，并且第一弹性支撑件和第二弹性支撑件的偏压力限制置换器和置换器杆相对于预定轴线的倾斜。

在上述结构中，第一弹性支撑件在置换器和置换器杆中的至少一个的近端处将所述置换器和置换器杆中的至少一个弹性地支撑在壳体中，当第一空间中的工作气体通过冷却和加热而膨胀和压缩时，所述置换器和置换器杆中的至少一个相对于动力活塞以预定的相位差沿着预定轴线往复运动，并且同样地，第二弹性支撑件在置换器杆的远端处将置换器杆弹性地支撑在壳体中，并且第一弹性支撑件和第二弹性支撑件的偏压力限制置换器和置换器杆相对于预定轴线的倾斜。因此，置换器和动力活塞能够在不考虑发动机的安装状态（安装位置）的情况下稳定地往复运动。因此，发动机的安装状态并不受限。

同样地，第一弹性支撑件可以是成圆形板形状的片簧，所述片簧包括固定地支撑在壳体中的外周边部分、在置换器杆的近端处固定地支撑置换器杆的内周边部分以及允许工作气体沿着预定轴线通过的通气孔。

在上述结构中，能够防止由于第一弹性支撑件在第一空间中的配置方式引起的第一空间中的死容积（第一空间的很少有或没有工作气体流过的容积）增加。

本发明的技术效果

根据本发明，能够提供安装状态不受限制的自由活塞型斯特林发动机。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的自由活塞型斯特林发动机的剖视图；

图2是根据本发明的第一实施方式的改型的自由活塞型斯特林发动机的剖视图；

图3是根据本发明的第二实施方式的第一置换器支撑弹簧的透视图；

图4是根据本发明的第二实施方式的自由活塞型斯特林发动机的剖视图。

具体实施方式