[发明专利]一种自由活塞式斯特林机器

权利要求书

1.一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，包括压力壳(1)、气缸体(5)、永磁动子(10)、排出器(12)、动力活塞(16)、动力活塞板簧(18)、排出器板簧(19)、移相变压器(6)，所述压力壳(1)为密闭壳体，所述压力壳(1)内中部设有所述气缸体(5)，所述动力活塞(16)、所述排出器(12)可往复运动的处于所述气缸体(5)内，所述气缸体(5)、所述动力活塞(16)和所述排出器(12)同轴布置，所述压力壳(1)与所述气缸体(5)围成的环形空间内毗邻同轴布置有第一换热器(2)、回热器(3)和第二换热器(4)，所述气缸体(5)内、所述动力活塞(16)的端面与所述排出器(12)的底面围成的空间形成压缩腔(22)，所述排出器(12)的端面与所述压力壳(1)端部围成的空间形成膨胀腔(21)，所述气缸体(5)、所述压力壳(1)尾部与所述动力活塞(16)的底面围成的空间或者所述气缸体(5)与所述压力壳(1)尾部围成的空间为背压腔(23)，在所述背压腔(23)内从靠近所述气缸体(5)处向远离所述气缸体(5)的方向上依次设有动力活塞板簧(18)、排出器板簧(19)和钢性支架(26)，在所述背压腔(23)内还设有移相驱动电机和直线电机的永磁动子(10)以及与所述永磁动子(10)同轴布置且相互留有间隙的内磁轭(9)与外磁轭(7)，所述永磁动子(10)处于所述内磁轭(9)和所述外磁轭(7)之间的气隙内，所述动力活塞(16)和所述永磁动子(10)一方运动可以带动另外一方运动，在所述外磁轭(7)内设有直线电机定子线圈(8)，所述线圈(8)连接外部负载或电源；

所述排出器(12)通过排出器活塞细杆(14)连接所述排出器板簧(19)，所述动力活塞(16)通过动力活塞杆(17)连接所述动力活塞板簧(18)；

在所述钢性支架(26)上设有移相驱动电机定子(27)和板簧(31)，所述板簧(31)连接移相驱动电机轴(30)的尾部，在所述移相驱动电机轴(30)上设有移相驱动电机动子(29)，在所述移相驱动电机动子(29)上开辟有气缸(25)，在所述气缸(25)内设有可往复运动的背压腔活塞(24)，所述排出器(12)还通过所述排出器活塞细杆(14)连接所述背压腔活塞(24)；

所述移相变压器(6)的第一绕组连接到所述线圈(8)，所述移相变压器(6)的第二绕组连接到相驱动电机的定子(27)上的线圈。

2.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，所述排出器活塞细杆(14)依次同轴穿过排出器活塞杆(13)和所述动力活塞杆(17)后连接所述排出器板簧(19)。

3.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，所述移相驱动电机的动子(29)外周附有永磁磁钢(28)。

4.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，所述背压腔活塞(24)为轻质金属或陶瓷材料制成的薄壁中空型式。

5.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，所述排出器(12)与所述移相驱动电机动子(29)的运动频率相同且相位差在150度至210度之间。

6.根据权利要求5所述的一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，所述排出器(12)与所述移相驱动电机动子(29)的运动频率相同且相位差为180度。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种自由活塞式斯特林机器，其特征在于，所述移相驱动电机在自由活塞式斯特林机器的工作频率下谐振。