[发明专利]一种斯特林发动机机内工质系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种斯特林发动机工质系统，尤其是关于斯特林发动机的机内工质系统。

背景技术

斯特林发动机是一种外部供热（或燃烧）的活塞式发动机，它以气体作为工质，按闭式回热循环的方式进行工作。斯特林发动机主要由外部供热（燃烧）系统、工作循环系统（热能—机械能转换系统）、传动系统（机械能输出系统）、辅助系统以及监控系统等组成。其中，工质系统是斯特林发动机的重要系统之一，一般由机内工质系统、机外工质系统和控制模块组成。机内工质系统由进气系统组件、排气系统组件、工质压缩机和管系组成，实现斯特林发动机的进气、排气控制等。斯特林发动机使用的工质种类具有很大的灵活性，氢气、氦气等工质具有较高的热传导率，循环效率较高，因此应用最为广泛。斯特林发动机的工质密封一般采用主密封和帽式密封两道密封，主密封泄露率较低，基本不泄漏，而帽式密封具有一定的泄漏量，主密封和帽式密封之间的空间成为帽式密封腔。

对于多缸斯特林发动机来说，保证每缸工质均匀性至关重要，如果各缸的工质循环压力不相等，将导致发动机运行不稳，从而降低循环的效率。公开号为CN101413461A的中国专利公开了一种斯特林发动机工质系统，包括控制模块、机内工质系统和机外工质系统，该系统能够在斯特林发动机负荷增加或加热器管壁温度超过设定限值时，在程序控制下打开气瓶电磁阀和进气电磁阀，由工作瓶向机内补充一定量的工质；当停车或降负荷，或加热器温度明显低于设定限值时，打开排气电磁阀，从斯特林发动机高压工作腔排出一定的工质，并通过压缩机增压后贮存到工作瓶中，具有可靠性高、安全性好、运行成本低的特点，但该斯特林发动机工质系统还存在以下不足：

（1）不能保证多缸斯特林发动机各缸工质分配的均匀性，有可能存在各缸工质循环最高压力、最低压力相差较大，各缸工作不均衡。

（2）该发明中的进气电磁阀、排气电磁阀、溢流阀、进气压力传感器、排气压力传感器等部件采用分散布置方式，没有集成到一起，结构不够紧凑，占用的空间较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种斯特林发动机工质系统，解决目前的斯特林发动机工质系统各缸工质分配不均匀，从而导致做功不平衡的技术问题，其具有各缸工作均匀，平衡性好的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种斯特林发动机机内工质系统，包括进气系统组件、排气系统组件、工质压缩机和管系，所述的进气系统组件，从机外到机内，由与外围进气管路或补气管路相连的进气管路、进气电磁阀、进气压力传感器和进气单向阀组成；所述的排气系统组件，从机内到机外，由排气单向阀、排气压力传感器、排气电磁阀、单向阀和工质压缩机组成，其特征在于：在所述的斯特林发动机任选一缸上，其进气单向阀、排气单向阀的阀片上开有平衡孔；在所述的进气管路和排气管路之间，串接有一个短路电磁阀，用于控制使斯特林发动机的低压工作腔和高压工作腔相连瞬时连通，使压力平衡。

优选地，上述的斯特林发动机机内工质系统，所述的进气电磁阀、排气电磁阀、短路电磁阀、进气压力传感器、排气压力传感器通过阀块集成一体，形成工质阀块组件。

优选地，上述的斯特林发动机机内工质系统，在所述的斯特林发动机缸套的帽式密封腔上，设置一根工质油气分离管路，工质经过油气分离器和单向阀节流阀流回到斯特林发动机工作循环中。

优选地，上述的斯特林发动机机内工质系统，在所述的工质阀块组件上设置有一个溢流阀和一个手动放气阀。

优选地，上述的斯特林发动机机内工质系统，在所述的工质压缩机出口管路上，设置一个油气分离器。

总之，本发明的有益效果如下：

本发明的斯特林发动机机内工质系统，通过该系统可以使工质在多缸斯特林发动机的各缸平均分配，循环压力相等，能够保证斯特林发动机平稳运行，提高循环的效率。此外，本发明将进排气阀组和短路阀组集成到一个阀块上，结构紧凑，大大的节省了安装空间。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

图2是图1中A集成的阀块组件的外形结构图。

图中标号说明：

1.进气单向阀，2.排气单向阀，3.进气单向节流阀，4.排气单向节流阀，5.油气分离器，6.单向阀节流阀，7.进气压力传感器，8.进气电磁阀，9.短路电磁阀，10.溢流阀，11.手动放气阀，12.排气压力传感器，13.排气电磁阀，14.单向阀，15.工质压缩机，16.油气分离器,17.排气接口,18.进气接口,19.补气口,20.进气口，A.阀块组件。