[发明专利]斯特林循环发动机

说明书

本发明涉及到一种斯特林循环发动机，特别涉及到这种发动机的若干气缸和热交换部分的装置。

斯特林循环发动机是先有技术中所熟知的。这种发动机的热力循环是废热回收式的，工质在不同的温度条件下，周期性地压缩和膨胀，它的流量是通过容积变化来控制的，以便于在那里进行最后的功、热之间的转换。这种典型的斯特林循环发动机在它作为原动机运行的过程中，当工质处于热室中时，工质被加热使其温度增高。当工质由于吸热，膨胀时推动活塞，而活塞与曲轴相连使之转动，这样热的一部分就转换为功。而后，工质由泵气活塞经回热器被排出再流入冷室，在那里工质温度下降。接着，泵气活塞迫使工质从冷室通过回热器流入到热室。当它经过回热器时，工质就吸收先前储存在那里的一部分热量。在热室中，工质重新吸收热量。这样，循环运行不断重复。

参看图1，这是斯特林循环发动机实际装置简图，它给出了斯特林循环发动机的一种结构。该发动机有四个气缸1，它们以等角度间隔成环形排列，泵气活塞2可往复运动地装配在各个气缸1中，并且它把气缸1的内部分割成二个室：热室或膨胀室和冷室或压缩室。一个气缸1的热室和另一个气缸1的冷却室中间通过加热器3，回热器4和冷却器5彼此相连。加热器3，回热器4和冷却器5是相互串连在一起的。每个活塞2通过连杆7与斜面板6相连，这样就使活塞的往复运动转化成输出轴8的旋转运动。

在斯特林循环发动机的这些结构中，四个气缸1等角度排列，角度的间距为90°。因而引起输出轴8的扭矩变化较大。妨碍了轴转动的平稳性，同时发动机输出功率也小。由此，这种类型的斯特林循环发动机不可能在高转速和高效率状况下运行。而且，加热器的紧固结构和冷却器的结构非常复杂，由于冷却器安装在紧靠每个气缸的位置上，来自外部热源的热量会传递给冷却室，引起热的传导损失。

本发明的主要目的是提供一种改进的斯特林循环发动机，该发动机在结构上是紧凑的，并能在高转速和高效率状况下运行。

本发明的另外一个目的是提供一种斯特林循环发动机，它能防止从加热器的外部热源向冷却器和（或）气缸冷却室传递热量，以实现运行的高效率。

本发明的再一个目的是提供一种斯特林循环发动机，在这种发动机中加热器容易被紧固。

本发明所述的斯特林循环发动机包括五个气缸，在每个气缸中装配一个可滑动的泵气活塞，活塞把气缸的内部空间分隔为膨胀室和压缩室。一个气缸的膨胀室与另一个气缸的压缩室相连接，在它们之间连接有冷却器装置，回热器和加热器装置。五个气缸等角度地成环形排列，五个热交换装置等距离地安装在气缸外部附近，每个热交换装置包括相互依次相连接的冷却器装置，回热器和加热器装置。这些气缸和热交换装置被支撑在支架上，该支架含有数个支座。加热器装置对着气缸的膨胀室安置在上述的一个支座上。由相对的支座所形成的每个空间中。安装有绝热装置。

由上述可知，按本发明所构成的发动机结构紧凑，并能在高转速高效率状况下运行。另外，它能防止从加热器的外部热源向冷却器和（或）气缸冷却室传递热量，以实现运行的高效率。同时，其加热器装置实易被紧固。

本发明的更进一步的目的、特点和其他方案可以参照附图，从下面本发明的最佳实施例的详细说明中获知。

本发明的简要说明

图1：现有斯特林循环发动机简图。

图2：本发明一个实例中的斯特林循环发动机的垂直剖面图。

图3：图2所示斯特林循环发动机的平面图。

图4：斯特林循环发动机的流程图，用图解说明斯特林循环发动机的运行。

图5：图2所示斯特林循环发动机的放大横剖面图，通过图解说明气缸和冷却器之间的连接结构。

图6：用于图2所示斯特林循环发动机中的回热器的横剖面图。

图7：图2所示斯特林循环发动机的气缸和加热器的放大横剖面图。

图8：本发明另一个实例中的斯特林循环发动机的平面图。

图9：图8所示斯特林循环发动机的垂直剖面图。

图10：图2中所采用的支架元件的第三个安装板的平面图。

图11：图2中所采用的支架元件的底板的平面图。

图12：图2所示斯特林循环发动机的放大剖面图，用图解说明气缸的密封结构。

图13：本发明更进一步实施例中的斯特林循环发动机的局部视图。

图14：图13中“x-x”线所示的横剖面图。