[实用新型]改进的斯特林发动机

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及曲柄型或运动型斯特林发动机，更具体地说，涉及一种用于降低发动机的尺寸和成本并增加置换器驱动连杆机构的寿命同时还提供一种简单的自增压机构的改进。

背景技术

该申请的实用新型是在1984年7月20日在美国专利商标局提交的公开文献No.129,280和No.129,281的主题。

世界上大多数地方，特别是发展中国家，都遭受能源供应不足之苦。结果，已经投入大量努力来构建能够有效利用那些当地可用能源的发动机。这种能源包括木材、米糠或其他蔬菜或动物废品。显示出巨大潜力的主导发动机是能够将热能直接转换成机械能的斯特林发动机。

在斯特林发动机的这些应用中，成本和耐用性非常重要。它们必须足够廉价，使得对于那些需要它们的那些人来说是可承受的，并且必须提供可靠的操作，无需频繁的维修，这是因为它们经常使用在难以接近充足维修设施的地方。

曲柄型斯特林发动机中特别脆弱的是连杆机构，连杆机构将斯特林发动机的功率输送轴驱动地连接至其置换器和功率活塞。为了提供给出合理且可接受的预期寿命的这种连杆机构，这些连杆机构中的轴承必须使用传统设计制造成较大。如果置换器驱动连杆机构上的负荷力减小，则这些连杆机构的轴承也可以相应地制造得较小，并且将展示更长的寿命。

因此，本实用新型的意图和目的是提供一种用于减小置换器驱动连杆机构中的负荷力又不改变发动机的操作特性的装置。这导致更持久的、更小的且更廉价的轴承和连杆机构。

经常期望构造用来上述操作的斯特林发动，从而使得这种斯特林发动机利用正常大气空气作为其工作气体。由于这种斯特林发动机在更高平均压力下比在大气压力更有效地利用工作气体进行操作，已经针对可以由发动机的曲柄轴驱动的泵提出了各种设计。通过这种泵，发动机可以在大气压力下利用工作气体启动，并且能够做足够的工作以将其自身泵到操作压力。然而，过去针对该目的设计的泵增加了大量材料和劳动力成本，并且增加了发动机的复杂性，因而过度增加了销售价格。

因此，本实用新型的进一步意图和目的是提供一种在发动机内需要最小附加结构的自泵送机构。

实用新型内容

本实用新型是对如下类型的斯特林发动机的改进，在该类型的斯特林发动机中，往复置换器被驱动地联接至安装在壳体中的往复功率活塞或联接至用于驱动置换器的其他一些装置。该改进在于联接至所述置换器的弹簧。所述弹簧被联接成在所述置换器的基本中间位置被松弛，并向所述置换器施加定心力，以减小置换器驱动连杆机构的负荷。优选的是，所述弹簧的一端联接至位于所述置换器和待受保护的连杆机构之间的点，而该弹簧的另一端联接至所述曲柄型斯特林发动机的壳体，不过其也可以联接在所述置换器和所述功率活塞之间。更优选的是气体弹簧，该气体弹簧可以被同时修改以包括泵送止回阀和通道，从而使其将发动机泵送至平衡操作压力并且然后开始作为气体弹簧操作。

在本实用新型的第一方面，公开了一种改进的斯特林发动机，其中，往复运动的置换器驱动地联接至安装在壳体中的往复运动的功率活塞或联接至其他置换器驱动装置，其改进之处在于包括弹簧，该弹簧联接至位于所述置换器和待受保护的置换器驱动连杆机构之间的点，并且该弹簧在所述置换器的基本中间位置中松弛，以向所述置换器施加定心力，从而减少所述置换器驱动连杆机构上的负荷。

在本实用新型的第二方面，所述弹簧的一端联接至所述置换器，并且所述弹簧的另一端联接至所述功率活塞。

在本实用新型的第三方面，所述弹簧的一端联接至所述置换器，并且所述弹簧的另一端联接至所述壳体。

在本实用新型的第四方面，所述弹簧是气体弹簧。

在本实用新型的第五方面，该斯特林发动机还包括：第一止回阀，该第一止回阀以连通方式连接在所述气体弹簧和周围大气之间，以允许气体流入所述气体弹簧；以及第二止回阀，该第二止回阀以连通方式连接在所述气体弹簧和所述斯特林发动机的内部气体空间之间，以允许气体流入所述斯特林发动机。

在本实用新型的第六方面，该斯特林发动机还包括用于堵塞穿过所述第二止回阀的气体流动的装置。

在本实用新型的第七方面，所述气体弹簧的压力比等于所述斯特林发动机的以巴为单位的期望平均操作压力。

在本实用新型的第八方面，所述置换器及其连杆机构的质量以及所述弹簧的弹簧常数被选择成进行共振。