[其他]多缸热气发动机

说明书

本发明涉及斯特林（stirling）型热气发动机。这种气缸体为等V型结构类型的发动机，具有格外的低成本，高运行效率。

本发明更具体的涉及一种新型的、改进的多缸热气机。在其机体内整体地形成互相连通的热气通道。热气机使用的是一种围绕于中央园形燃烧室的带有新颖的平衡流量的热气歧管结构的环形加热器。该歧管结构在加热器内产生工作流质的平衡流，以确保整个加热器温度均匀。此均匀温度能提供最大可能的平均温度，从而充分提高发动机的效率。

颁布于1981年4月14日的美国专利第4，261，173号揭示了一种多缸。双作用热气发动机的加热装置，这种热气机的每一个气缸都被一个环形蓄热器单元环绕着，每个气缸的顶部和环绕它的蓄热器单元由一加热装置相连接，此加热装置包含有许多加热管，这些加热管把气缸顶部和环绕着的蓄热器单元的顶部相互连接，这些个加热装置排成一个单一的环形加热器而环绕着单独的燃烧室。为了形成环形的目的，在气缸和环形蓄热器结构的顶部设置了两个完整的，同心配置的，拱形歧管的环。在颁布于1983年12月27日的美国专利第4，422，291号中描述了一个多缸、双作用的热气机的加热装置结构，其中每个气缸都被一个环形蓄热器环绕着，并且每个气缸顶部及其环绕的蓄热器是由很多的加热管装成，如同美国专利第4，261，173号和美国专利第4，422，291号中所揭示的样子。这歧管总成包含有一个中央配置的导管，该导管联结到每个气缸顶部并被一个较大直径的环形管道围绕着，环形管道把加热管和蓄热器单元相对的两端连结起来。在这种结构上，歧管的制造和加热管到歧管的连接就简化了，并有可能在承受热应力的部件上采用不同的材料，使在这些必需的结点上遇到的热应力问题为最小。颁布于1976年3月2日的美国专利第3，940，934号叙述了一种斯特林发动机的加热装置的构造。它有一个基本上是V形的机体，内有气缸、活塞、活塞杆、轴销和装在曲轴上的连杆，其中V形机体每排的气缸都是等长且具有相同的结构，以便减少发动机制造中所需要的另件种类数。一个具有这些特点的发动机（在下文被称为等V发动机）与从前知道的不等V发动机相反，这从美国专利第4，261，173号图3和美国专利第4，417，443号所揭示的内容中可看到。然而，揭示在美国专利第3，940，943，号上的多缸等V发动机只使用了一个单一的环形缸头加热器，这种加热器不能使用适当平衡过的，旣能提供工作流质的平衡流的拱形歧管，而且需要许多蓄热容器装在发动机的气缸间隔中。

已经公认将先有技术中的环形缸头加热器和拱形歧管结合起来使用，是较为理想的。例如，这种拱形歧管能提供很好的流量分布到加热管。然而，在此以前，虽然多缸热气机曾尝试把合乎需要的环形多管缸头加热器和合乎需要的拱形歧管组合起来，从而有助于通过加热管获得工作流质的平衡流，但是，由于所要求的发动机的复杂性以及从而造成的较高的制造成本，使得没有得到完全满意的结果，例如在美国专利第4，261，173号中图一所示的那样，要使这种安排成为可能，就要有多曲轴，方形缸体的发动机，或如美国专利第4，261，173号图3和美国专利第4，417，443号所示的那样，在V形发动机只要求一根曲轴时，只有把气缸排列成不等V形。

现在这项发明是第一次提供一个多缸热气发动机，它比已知的任何先有技术的结构都能用较少的费用生产出来，并且它组合了合乎需要的环形的多管缸头加热器，环形蓄热器和拱形歧管。为了达到发动机最佳运行效率之目的，本发明实现了理想的最高的工作流质的平均温度，并且采用了单根曲轴和等V形气缸结构。按照这项发明，这个拱形歧管可以用平衡（即适当设计歧管形状和使歧管基本上定心于气缸中心轴线的延长线上，从而获得工作流质的平衡流）和把气缸和蓄热器顶部之间的拱形歧管的长度，以及把拱形歧管上的加热管大部分距离减少到最小等方法，来构成最有利于流质分布到连接的加热管去的样式。所以，本发明采用了等V形气缸结构，与不等V气缸的结构相比较，能简化加工;本发明采用了较少机器另件，从而降低了制造成本;本发明为了达到高的发动机运行效率、降低成本，使用了合乎需要的环形蓄热器和环形多管式缸头加热器，从而得到好的平衡流，以上就是本发明的主要特点。