[實用新型]一種自由活塞斯特林發動機

無效

• 申請號: 200820128859.0
• 申請日: 2008-11-30
• 公開（公告）號: CN201301735Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 時劍
• 申請（專利權）人: 時劍
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F03B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種斯特林發動機。

背景技術

目前，公知的氣體發動機中以斯特林發動機效率最高，而且作為外燃機，可以利用太陽能驅動，但其制造成本較高，工質密封技術較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題等，所以并沒有普及應用。

發明內容

為了克服現有的斯特林發動機以上不足，本實用新型提供一種自由活塞斯特林發動機，該自由活塞斯特林發動機的做功活塞采用一段可自由升降的環形液柱代替，從而能夠方便地進行密封和減小摩擦，降低制造技術難度和對材料的要求，也降低制造成本。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：將現有自由活塞斯特林發動機冷腔內的做功活塞取消，冷腔下部充入液體，排出器下部浸入液體中并封閉有一段氣體作為氣體彈簧。熱腔上部做成凹坑狀，以增大與外部熱源的熱交換面積，在利用太陽能時也能使陽光在凹坑內多次反射而充分吸引熱量。對應的排出器上部也做成凹坑狀，當熱腔被外部熱源加熱時，腔內氣體工質受熱膨脹導致熱腔內部壓力增大，壓縮氣體彈簧使排出器下移，排出器下移后冷腔氣體被排到熱腔內膨脹，同時冷腔下部的液體也受壓后通過一個單向閥排出部分液體，當排出一定量的液體后腔內恢復初始壓力，氣體彈簧使排出器上移，排出器上移后熱腔氣體被排到冷腔內收縮，腔內壓力減小使冷腔下部的液體通過另一個方向相反的單向閥吸入部分液體完成一個循環。在循環過程中系統不斷地進行排出液體和吸入液體，這樣就形成了一個液壓泵，把排出液體的單向閥連接到水輪機，排出的液體就可推動水輪機做功，做完功后的液體通過另一個單向閥吸回冷腔利用。這樣周而復始形成循環。

本實用新型的有益效果是，使用容易實現的技術手段解決自由活塞斯特林發動機的摩擦和密封問題，降低制造成本，提高壽命和穩定性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的剖面構造圖。

圖2是本實用新型的另一種實施方式的剖面構造圖。

圖中1.熱腔，2.排出器，3.出口單向閥，4.冷腔，5.蓄壓倉，6.噴嘴，7.動力輸出軸，8.水輪機，9.水輪機倉，10.通孔，11.排出器支柱，12.環形液柱，13.入口單向閥，14.浮筒。

具體實施方式

在圖1中，熱腔(1)上部做成凹坑狀，以增大與外部熱源的熱交換面積，在利用太陽能時也能使陽光在凹坑內多次反射而充分吸引熱量。對應的排出器(2)上部也做成凹坑狀。熱腔(1)內壁與排出器(2)之間留有空隙供氣體工質出入。冷腔(4)內的做功活塞取消，冷腔(4)下部充入液體如高溫導熱油等形成環形液柱(12)，排出器(2)下部浸入液體中并與排出器支柱(11)間隙配合并封閉有一段氣體作為氣體彈簧，排出器(2)與排出器支柱(11)的間隙靠冷腔(4)內的液體密封。冷腔(4)腔壁做成中空的夾層，夾層由通孔(10)連通冷腔(4)內部，使出入冷腔(4)的液體必須經過夾層以充分冷卻冷腔(4)上部內壁。冷腔(4)上部設有出口單向閥(3)和入口單向閥(13)，出口單向閥(3)連通到蓄壓倉(5)，蓄壓倉下部有與冷腔(4)內相同的液體，蓄壓倉(5)底部有管道連通到水輪機倉(9)，水輪機倉(9)內有水輪機(8)，水輪機(8)與動力輸出軸(7)相連。水輪機倉(9)下部也有與冷腔(4)內相同的液體，水輪機倉(9)下部有管道通過入口單向閥(13)連通到冷腔(4)。

當熱腔(1)被外部熱源加熱時，腔內氣體工質受熱膨脹導致熱腔(1)內部壓力增大，壓縮排出器(2)與排出器支柱(11)之間的氣體彈簧使排出器(2)下移，排出器(2)下移后冷腔(4)氣體被排到熱腔(1)內膨脹，同時冷腔(4)下部的環形液柱(12)也受壓后通過通孔(10)進入夾層后再通過出口單向閥(3)排出部分液體到蓄壓倉(5)，使蓄壓倉(5)壓力增加后倉底的液體通過管道流向水輪機倉(9)，由管道未端的噴嘴(6)噴到水輪機(8)上，推動水輪機(8)轉動，水輪機(8)轉動后通過動力輸出軸(7)輸出動力。當冷腔(4)排出一定量的液體后腔內恢復初始壓力，排出器(2)與排出器支柱(11)之間的氣體彈簧回彈使排出器(2)上移，排出器(2)上移后熱腔(1)內的氣體被排到冷腔(4)內收縮，腔內壓力減小使水輪機倉(9)下部的部分液體通過另一個方向相反的入口單向閥(13)被吸入冷腔(4)后完成一個循環。