[发明专利]一种带冷却中柱的双动子气浮自由活塞斯特林发电机

权利要求书

1.一种带冷却中柱的双动子气浮自由活塞斯特林发电机，其特征在于：包括外壳体、热头、热端换热器、回热器、冷却器、排出器、动力活塞、主缸套、T型中柱、冷却中柱、隔柱及直线电机组件，所述外壳体、热头及冷却中柱形成一个封闭的腔体，所述排出器设于热头内部，与热头及热端换热器之间形成膨胀腔，所述热端换热器、回热器及冷却器依次设于热头与排出器之间的环形流道中，所述主缸套设于外壳体内，与外壳体固定连接，所述排出器的外壁与主缸套内壁之间存在运动气隙，内壁与冷却中柱或者主缸套之间存在运动气隙，所述动力活塞设于主缸套与冷却中柱之间，所述动力活塞的外壁与主缸套内壁之间存在运动气隙，内壁与冷却中柱之间存在运动气隙，所述动力活塞与排出器、冷却中柱及主缸套围成压缩腔，所述主缸套沿周向均匀设有用于连通压缩腔与冷却器流道的通气孔一，所述隔柱设于冷却中柱内底部，隔柱与冷却中柱之间形成气体腔室，所述动力活塞、外壳体及冷却中柱围成背压腔，所述冷却中柱下部沿周向均匀设有用于连通背压腔和气体腔室的通气孔二，气体腔室为背压腔容积的组成部分；所述T型中柱设于排出器内部，与冷却中柱或者主缸套顶部固定连接，所述排出器包括一号圆筒，一号圆筒通过隔板固定于排出器内中部，一号圆筒内壁与T型中柱外壁之间存在运动气隙，排出器内部气簧腔被T型中柱与冷却中柱或者T型中柱与主缸套分隔成气簧腔一和气簧腔二，隔柱内部、冷却中柱内部及T型中柱底部或者隔柱内部、冷却中柱内部、T型中柱底部及主缸套上部围成的腔体用于流通冷却介质；所述直线电机组件设于外壳体与主缸套之间，直线电机组件中的环形磁钢通过磁钢基座与动力活塞底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的斯特林发电机，其特征在于：所述排出器的内壁与冷却中柱之间存在运动气隙，排出器内部气簧腔被T型中柱与冷却中柱分隔成气簧腔一和气簧腔二，所述隔柱内部、冷却中柱内部及T型中柱底部围成的腔体用于流通冷却介质；所述排出器底部沿圆周均匀设有与压缩腔连通的导气孔，排出器外壁沿周向均匀设有与导气孔连通的喷气孔一，排出器外壁还设有环形汇流槽一，环形汇流槽一内均匀设有与气簧腔二连通的进气孔一，所述排出器内壁沿周向均匀设有喷气孔二，所述压缩腔压力大于气簧腔二压力时，喷气孔一节流喷气，在排出器与主缸套之间的运动气隙中形成气浮效应；所述气簧腔二压力大于压缩腔压力时，喷气孔二节流喷气，在排出器与冷却中柱之间的运动气隙中形成气浮效应，气浮效应为排出器往复运动提供径向支撑，所述T型中柱的外径大于冷却中柱外径。

3.根据权利要求1所述的斯特林发电机，其特征在于：所述主缸套包括上缸套和下缸套，上缸套和下缸套均与外壳体固定连接，上缸套包括通过底板连接的内圆筒和外圆筒，所述排出器的内壁与内圆筒外壁之间存在运动气隙，所述排出器的外壁与外圆筒内壁之间存在运动气隙，排出器内部气簧腔被T型中柱与上缸套分隔成气簧腔一和气簧腔二，所述上缸套底部与冷却中柱顶部固定密封连接，隔柱内部、冷却中柱内部、T型中柱底部及上缸套围成的腔体用于流通冷却介质，所述下缸套内壁与动力活塞外壁之间存在运动气隙，上缸套底板上开设有通气孔三，用于连通被底板分隔的压缩腔，所述通气孔一设于外圆筒底部；所述排出器底部沿圆周均匀设有与压缩腔连通的导气孔，排出器外壁沿周向均匀设有与导气孔连通的喷气孔一，排出器外壁还设有环形汇流槽一，环形汇流槽一内均匀设有与气簧腔二连通的进气孔一，所述排出器内壁沿周向均匀设有喷气孔二，所述压缩腔压力大于气簧腔二压力时，喷气孔一节流喷气，在排出器与外圆筒外壁之间的运动气隙中形成气浮效应；所述气簧腔二压力大于压缩腔压力时，喷气孔二节流喷气，在排出器与内圆筒外壁之间的运动气隙中形成气浮效应，气浮效应为排出器往复运动提供径向支撑；所述T型中柱的外径大于内圆筒的外径。

4.根据权利要求3所述的斯特林发电机，其特征在于：所述上缸套和下缸套能够采用不同直径的缸套。

5.根据权利要求1所述的斯特林发电机，其特征在于：所述一号圆筒的内壁与T型中柱外壁之间形成的运动气隙的气隙宽度小于0.02mm,运动气隙的长度大于4倍的排出器单边行程。