[发明专利]一种自由活塞式斯特林机器

摘要

本发明涉及一种自由活塞式斯特林机器，降低排出器板簧设计与制造难度的自由活塞式斯特林机器，在排出器活塞杆的两个端部分别紧固一大一小两个活塞，背压腔内包含一个由移相变压器供电的直线往复电机(称之为移相驱动电机)。排出器活塞杆上紧固的大活塞即为排出器，置于膨胀腔；小活塞和排出器板簧被紧固于排出器活塞杆位于背压腔的另一端，小活塞置于移相驱动电机动子上开辟出的气缸内。由动力活塞带动的直线往复电机通过移相变压器与移相驱动电机实现电器连接。本发明以低制造成本实现排出器的高频、大振幅工况，能提高自由活塞式斯特林的功率密度及单机容量，在斯特林发电机与制冷机中均能应用。

主权项

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。