[發(fā)明專利]一種基于反復(fù)活塞供熱的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510400918.X
• 申請(qǐng)日: 2015-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN104963784A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方亞琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常熟市谷雷特機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): F02G1/043
• 分類號(hào): F02G1/043;F02G1/053;F02G1/055
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，公開了一種基于反復(fù)活塞供熱的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

目前斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端多利用太陽(yáng)能或者野外使用各種燃料燃燒，冷端一般采用空氣冷卻，往往研究重點(diǎn)在于熱端供熱的整個(gè)系統(tǒng)的高效和清潔，較少考慮熱端與冷端的綜合利用。對(duì)于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)而言，冷端和熱端溫差越大，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和效率就越高，本發(fā)明意在綜合考慮熱端和冷端的溫差，設(shè)計(jì)出清潔的熱端供給系統(tǒng)，同時(shí)減低冷端的溫度，提高斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和功率，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很好的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明揭示一種基于反復(fù)活塞供熱的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種基于反復(fù)活塞供熱的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括廢氣處理裝置、換熱器、制冷裝置、壓縮機(jī)、傳動(dòng)軸、渦輪、斯特林熱端加熱腔、斯特林熱端、斯特林冷端制冷腔、斯特林冷端、飛輪、燃?xì)獍l(fā)生器，其中換熱器增溫一側(cè)進(jìn)口為燃?xì)夂涂諝饣旌蠚膺M(jìn)口，換熱器增溫一側(cè)出口、壓縮機(jī)進(jìn)口、壓縮機(jī)出口、燃?xì)獍l(fā)生器進(jìn)口、燃?xì)獍l(fā)生器出口、渦輪進(jìn)口、渦輪出口、斯特林熱端加熱腔進(jìn)口、斯特林熱端加熱腔出口、換熱器降溫一側(cè)進(jìn)口、換熱器降溫一側(cè)出口、廢氣處理裝置進(jìn)口等進(jìn)出口依次通過各自腔體或者導(dǎo)管連接；制冷裝置進(jìn)口為空氣進(jìn)口，制冷裝置出口、斯特林冷端制冷腔進(jìn)口、通過導(dǎo)管連接，斯特林冷端制冷腔出口與空氣相通；斯特林熱端加熱腔安裝在斯特林熱端處，斯特林冷端制冷腔安裝在斯特林冷端處；渦輪固定在傳動(dòng)軸上，壓縮機(jī)和制冷裝置的動(dòng)力輸入軸與傳動(dòng)軸連接。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是一種外燃機(jī)，熱端需要供熱，冷端需要制冷，兩端的溫度具有一定溫差，即可做功，如上整個(gè)循環(huán)均圍繞能源的充分利用考慮，燃?xì)饨?jīng)過渦輪做功，之后在熱端加熱腔中加熱熱端，然后在換熱器中加熱燃油和空氣的混合氣，整個(gè)過程充分利用了燃?xì)獍l(fā)生器輸出的燃?xì)獾膲毫蜏囟饶茉矗瑢?duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)整體效率的提高具有重要的作用。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述燃?xì)獍l(fā)生器包括燃燒室圓柱面、燃燒室平面板、燃燒室蓋板、點(diǎn)火裝置、進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)、活塞、燃燒室凸起導(dǎo)軌、活塞凹槽，其中燃燒室圓柱面、兩個(gè)燃燒室蓋板與燃燒室平面板組成燃燒室腔體，活塞安裝于腔體內(nèi)部，將腔體分成兩個(gè)部分；點(diǎn)火裝置，進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)安裝于燃燒室蓋板上，一側(cè)蓋板上安裝有兩個(gè)進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)和一個(gè)點(diǎn)火裝置，活塞通過活塞凹槽與固定于燃燒室圓柱面內(nèi)部的燃燒室凸起導(dǎo)軌配合滑動(dòng)。本發(fā)明中的燃?xì)獍l(fā)生器采用反復(fù)活塞雙缸雙燃燒腔內(nèi)燃機(jī)作為熱源供給設(shè)備，其活塞兩側(cè)均有燃燒做功，具有較高的功重比，能夠使整個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)重量降低。另外，為了提高該內(nèi)燃機(jī)的效率增加了壓縮機(jī)，將燃油和空氣混合氣增壓，高壓的進(jìn)氣能夠提高內(nèi)燃機(jī)的效率。壓縮機(jī)的動(dòng)力源于內(nèi)燃機(jī)燃?xì)馔苿?dòng)渦輪做功，渦輪通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)壓縮機(jī)增壓，這里和常規(guī)內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓一個(gè)原理；經(jīng)過渦輪降壓的燃?xì)鉁囟纫廊豢梢约訜崴固亓职l(fā)動(dòng)機(jī)的熱端，因?yàn)楸景l(fā)明中使用的反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器，兩個(gè)燃燒腔交替供給燃?xì)猓瑴囟饶軌虮ＷC斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端達(dá)到一個(gè)較高的溫度。渦輪帶動(dòng)的傳動(dòng)軸同時(shí)還帶動(dòng)制冷裝置，將空氣制冷降溫，用來(lái)冷卻斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端，可以看到反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器不僅加熱斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱端，而且還驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備和驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，這均得益于反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器的活塞兩側(cè)交替燃燒做功提供的較高的功率。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)包括進(jìn)出氣控制板、控制板拉桿、進(jìn)出氣通道，其中進(jìn)出氣通道安裝在燃燒室蓋板一側(cè)，且與燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)腔相通，控制板拉桿末端固定有進(jìn)出氣控制板，進(jìn)出氣控制板安裝于燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)腔，且控制板拉桿豎直穿過進(jìn)出氣通道，且穿出進(jìn)出氣通道頂端與控制桿控制機(jī)構(gòu)連接。控制桿在控制桿控制結(jié)構(gòu)作用下，沿控制桿軸線移動(dòng)，會(huì)使控制板對(duì)進(jìn)出氣孔起到開關(guān)作用，這和現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)出氣控制一個(gè)原理，至于控制桿控制機(jī)構(gòu)本發(fā)明不做設(shè)計(jì)，可借鑒內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)軸凸輪控制，或者使用電控控制。

作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的活塞包括活塞蓋板、傳熱棒、活塞圓柱面，其中兩個(gè)活塞蓋板安裝在活塞圓柱面上下端面上，兩個(gè)活塞蓋板和一個(gè)活塞圓柱面以及活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的燃燒室平面板區(qū)域組成活塞內(nèi)腔，一定數(shù)量的傳熱棒豎直安裝在活塞內(nèi)腔中。因?yàn)榛钊麅蛇吘腥紵遥曰钊鋮s是一個(gè)關(guān)鍵的問題，活塞中增加傳熱棒為了平衡兩個(gè)活塞蓋板的溫度，盡量減少活塞的熱損傷。