[發(fā)明專利]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210051520.6
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN102536508A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊中華
• 申請（專利權(quán)）人: 楊中華
• 主分類號(hào): F02G1/043
• 分類號(hào): F02G1/043
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種外熱式發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，工質(zhì)采用隔膜密封，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)中，工質(zhì)經(jīng)過斯特林熱力循環(huán)輸出維持重力偏心距的存在，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。?

背景技術(shù)

目前，公知的外熱式發(fā)動(dòng)機(jī)以斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)為代表。斯特林循環(huán)的外熱機(jī)等效于卡諾循環(huán)的熱機(jī)。各種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見于各種文獻(xiàn)資料，比如專利文獻(xiàn)01810065.1，02119293.6，00809060.2，?00808603.6，等。從這些文獻(xiàn)中我們可以看到，為了實(shí)現(xiàn)斯特林熱力循環(huán)，廣泛采用曲柄，連桿，活塞，凸輪，氣缸等機(jī)械構(gòu)件，造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械損失大，潤滑困難，工質(zhì)密封困難等問題。。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明給了一種新的技術(shù)方案，工質(zhì)采用隔膜密封在工質(zhì)腔內(nèi)，工質(zhì)腔運(yùn)動(dòng)改變位置來實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的熱力學(xué)變化，工質(zhì)作熱力循環(huán)輸出功維持工質(zhì)腔的運(yùn)動(dòng)，并輸出機(jī)械能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：發(fā)動(dòng)機(jī)以水平放置的軸為中心，軸徑向放射狀對稱布置若干個(gè)的工質(zhì)腔，工質(zhì)腔內(nèi)工質(zhì)采用?隔膜密封?，各腔內(nèi)充有同量，同質(zhì)的工質(zhì)。若干個(gè)工質(zhì)腔組成環(huán)形?外殼體，為工質(zhì)吸熱導(dǎo)熱面，采用導(dǎo)熱材料制成，隔膜采用耐高溫柔性材料，可隨工質(zhì)體積的變化改變形狀。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)殼體，外殼體和隔膜形成一個(gè)密封的環(huán)形液體腔，腔內(nèi)充滿液體，隔膜同時(shí)起到液體與工質(zhì)的隔離。發(fā)動(dòng)機(jī)以軸為中心徑向兩側(cè)無溫差時(shí)，各工質(zhì)艙內(nèi)工質(zhì)通過液體實(shí)現(xiàn)壓力平衡，液體分布均衡，發(fā)動(dòng)機(jī)重心與軸心重合，為靜平衡狀態(tài)，無運(yùn)動(dòng)。當(dāng)徑向兩側(cè)有溫差時(shí)，高溫側(cè)工質(zhì)腔工質(zhì)吸熱膨脹，推動(dòng)液體向低溫側(cè)流動(dòng)，改變液體腔形狀和液體分布，使發(fā)動(dòng)機(jī)整體重心偏移?，產(chǎn)生重力偏心距，在重力作用下發(fā)動(dòng)機(jī)以軸為中心旋轉(zhuǎn)，將新的低溫工質(zhì)腔帶入高溫側(cè)加熱膨脹，將高溫工質(zhì)腔帶入低溫側(cè)降溫收縮，維持重力偏心距的存在，維持發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)負(fù)載。

本發(fā)明取得的有益效果是工質(zhì)采用隔膜密封在工質(zhì)腔內(nèi)，工質(zhì)密封可靠，動(dòng)力采用液體傳遞，沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，無機(jī)械摩擦損失，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部不用潤滑，結(jié)構(gòu)簡單。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的運(yùn)行狀態(tài)示意圖。

圖中1.外殼體?，2.隔膜，3.軸?，4.內(nèi)殼體，5.工質(zhì)腔，6.液體腔?，7.輻板?，8.熱源，9.軸中心線，10.重心，11.冷源?。

具體實(shí)施方式

在圖1中，外殼體1和隔膜2組成若干個(gè)相互獨(dú)立密封的工質(zhì)腔5，外殼體1和隔膜2與內(nèi)殼體4組成環(huán)形密封的液體腔6，軸3通過輻板7與內(nèi)殼體4相連。

在圖2所示運(yùn)行示意圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)熱源8側(cè)的工質(zhì)腔5內(nèi)工質(zhì)受熱膨脹，發(fā)動(dòng)機(jī)冷源11側(cè)的工質(zhì)腔5內(nèi)工質(zhì)冷卻收縮，液體腔6腔內(nèi)液體向發(fā)動(dòng)機(jī)冷源11側(cè)匯集，造成發(fā)動(dòng)機(jī)重心10偏離軸中心線9，形成重力偏心距，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中，不斷?將冷卻過的工質(zhì)腔5帶入熱源8側(cè)加熱的同時(shí)，把加熱膨脹過的工質(zhì)腔5帶入冷源11側(cè)冷卻，維持重力偏心距的存在，維持發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。

如圖2所示，軸線下方的工質(zhì)腔5經(jīng)過冷卻和收縮向熱源8方向轉(zhuǎn)動(dòng)，開始吸熱，由于工質(zhì)腔5上方匯集的液體較多，在液體圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力作用下，工質(zhì)承受壓力大，工質(zhì)膨脹量小，近似定容加熱過程；在向上的運(yùn)動(dòng)過程中，工質(zhì)繼續(xù)吸熱膨脹，工質(zhì)腔5上方匯集的液體在逐步被排擠，工質(zhì)膨脹壓力也在減少，當(dāng)工質(zhì)腔5在頂部位置?將離開熱源8時(shí)，工質(zhì)腔5體積膨脹至最大，隔膜2僅承受少量液體產(chǎn)生的離心力而形成的壓力，在整個(gè)加熱過程中，工質(zhì)邊吸熱邊膨脹，膨脹壓力不斷降低，近似等溫膨脹過程；當(dāng)工質(zhì)腔5在頂部位置靠近冷源11時(shí)，開始散熱，由于承受的壓力比較低，工質(zhì)腔5容積收縮量小，近似定容散熱過程；隨著工質(zhì)腔5向下轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)冷卻，收縮量逐步增加，空間被液體占據(jù)，承受的壓力也增加，當(dāng)運(yùn)行到下方將離開冷源11時(shí)，工質(zhì)腔5體積收縮至最小，上方匯集的液體最多，液體產(chǎn)生的離心力最大，工質(zhì)腔5內(nèi)工質(zhì)承受的壓力最大，近似等溫散熱過程。一個(gè)工質(zhì)腔，在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的過程中，經(jīng)歷了四個(gè)過程，即定容加熱，等溫膨脹，定容散熱，等溫壓縮，一個(gè)完整的斯特林循環(huán)。

上述發(fā)明的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可用太陽能聚熱驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，或通過焚燒垃圾等方法取得熱能驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)用廣泛。

毫無疑問，本發(fā)明的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)還具有多種的變換和改型，并不僅限于上述實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)，如工質(zhì)腔的的數(shù)目與形狀，內(nèi)殼體和外殼體的構(gòu)造，液體腔的形狀和布局等等。總之，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括哪些對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的變換或替代以及改造。