CN102392755B - 一种斯特林发动机气体增压装置 - Google Patents

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本发明属于斯特林发动机太阳能发电技术，涉及对斯特林发动机气体增压装置的改进。它包括壳体(1)以及安装在壳体(1)内的油气分离器(2)、电磁阀(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)和增压泵(7)，其特征在于，在活塞杆高压密封机构(7d)的上面有一个油气隔离密封机构(7e)，将活塞(7b)与活塞杆密封机构(7d)之间的增压泵安装腔分隔为气腔(7j)和油腔(7s)，泄漏气出口(7h)通过内通路与第二单向阀(5)的进口连通，油气分离器(2)的排油口(2c)通过内通路与润滑油进油口(7k)连通，对活塞杆进行润滑。本发明简化了润滑油路，解决了泄漏工质的净化与增压回用问题，提高发动机工作可靠性，杜绝了安全隐患。

Description

一种斯特林发动机气体增压装置
技术领域
本发明属于斯特林发动机太阳能发电技术，涉及对斯特林发动机气体增压装置的改进。
背景技术
目前的一种斯特林发动机气体增压装置的结构参见图1，它包括壳体1以及安装在壳体1内的油气分离器2、电磁阀3、第一单向阀4、第二单向阀5、第三单向阀6、增压泵7、存油箱8和泄油阀9。增压泵7包括活塞杆7a、与活塞杆7a上端连接的活塞7b、活塞密封机构7c、活塞杆高压密封机构7d、位于壳体1增压泵安装腔上端的增压泵排气口7f和增压泵进气口7g。活塞杆高压密封机构7d位于靠近壳体1增压泵安装腔下端口的位置。壳体1上的油气入口1a通过内通路与油气分离器2的进口2a连通，油气分离器2的出口2b通过内通路分别与电磁阀3的进口和第二单向阀5的进口连通，油气分离器2的排油口2c通过内通路与存油箱8的入口连通，存油箱8的出口通过内通路与泄油阀9的进口连通，泄油阀9的出口通过内通路与壳体1上的排油口1c连通，排油口1c通过外管路与油箱连通。第二单向阀5的出口通过内通路与增压泵进气口7g连通，电磁阀3的出口通过内通路与第一单向阀4的进口连通，第一单向阀4的出口通过内通路与壳体1上的出气口1b连通。增压泵排气口7f通过内通路与第三单向阀6的进口连通，第三单向阀6的出口通过内通路与第一单向阀4的进口连通。在活塞7b下部的壳体1增压泵安装腔的侧壁上有一个进油口7k，进油口7k通过内通路与壳体1上的润滑油入口1d连通。其缺点是：第一、需要与外润滑油路连接，导致结构复杂。由于进油口7k需要通过外管路与外部润滑油路连通，给增压泵提供润滑，使结构复杂。第二、不能解决工质泄漏带来的隐患。当工质为氢气时，从活塞密封机构7c和活塞杆高压密封机构7d泄漏出的氢气将进入到曲轴箱内，存在发生危险的不安全隐患。第三、油气分离器2的回油路复杂。油气分离器2的回油压力很高，不能直接回油箱，必须先存储在存油箱8中，等停机后才能打开泄油阀9将分离出的油液排入油箱。结构复杂，操作烦琐。
发明内容
本发明的目的是：提出一种能简化润滑油路、解决工质泄漏问题、杜绝安全隐患的斯特林发动机气体增压装置。
本发明的技术方案是：一种斯特林发动机气体增压装置，包括壳体1以及安装在壳体1内的油气分离器2、电磁阀3、第一单向阀4、第二单向阀5、第三单向阀6和增压泵7；增压泵7包括活塞杆7a、与活塞杆7a上端连接的活塞7b、活塞密封机构7c、活塞杆密封机构7d、位于壳体1增压泵安装腔上端的增压泵排气口7f和增压泵进气口7g，活塞杆密封机构7d位于靠近壳体1增压泵安装腔下端口的位置；壳体1上的油气入口1a通过内通路油气分离器2的进口2a连通，油气分离器2的出口2b通过内通路分别与电磁阀3的进口和第二单向阀5的进口连通，第二单向阀5的出口通过内通路与增压泵进气口7g连通，电磁阀3的出口通过内通路与第一单向阀4的进口连通，第一单向阀4的出口通过内通路与壳体1上的出气口1b连通；增压泵排气口7f通过内通路与第三单向阀6的进口连通，第三单向阀6的出口通过内通路与第一单向阀4的进口连通；在壳体1增压泵安装腔的侧壁上有润滑油进油口7k；其特征在于，活塞杆密封机构7d是高压密封机构，在活塞杆密封机构7d的上面有一个油气隔离密封机构7e，油气隔离密封机构7e将活塞7b与活塞杆密封机构7d之间的增压泵安装腔分隔为上部的气腔7j和下部的油腔7s，在气腔7j的侧壁上有泄漏气出口7h，泄漏气出口7h通过内通路与第二单向阀5的进口连通，润滑油进油口7k位于油腔7s的侧壁上，油气分离器2的排油口2c通过内通路与润滑油进油口7k连通。
本发明的优点是：简化了润滑油路，解决了工质泄漏问题，杜绝了安全隐患。斯特林发动机对工质泄漏有严格要求，一个原因工质（氢气或氦气）泄漏存在危险，另一个原因泄漏过大影响发动机性能。对活塞杆的润滑，本发明把分离出的多余油直接通过内部流道送达活塞杆密封位置，不仅提高润滑效果，而且简化了润滑油的供油结构和油气分离器的回油结构。
附图说明
图1目前的一种斯特林发动机气体增压装置的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种斯特林发动机气体增压装置，包括壳体1以及安装在壳体1内的油气分离器2、电磁阀3、第一单向阀4、第二单向阀5、第三单向阀6和增压泵7；增压泵7包括活塞杆7a、与活塞杆7a上端连接的活塞7b、活塞密封机构7c、活塞杆密封机构7d、位于壳体1增压泵安装腔上端的增压泵排气口7f和增压泵进气口7g，活塞杆密封机构7d位于靠近壳体1增压泵安装腔下端口的位置；壳体1上的油气入口1a通过内通路油气分离器2的进口2a连通，油气分离器2的出口2b通过内通路分别与电磁阀3的进口和第二单向阀5的进口连通，第二单向阀5的出口通过内通路与增压泵进气口7g连通，电磁阀3的出口通过内通路与第一单向阀4的进口连通，第一单向阀4的出口通过内通路与壳体1上的出气口1b连通；增压泵排气口7f通过内通路与第三单向阀6的进口连通，第三单向阀6的出口通过内通路与第一单向阀4的进口连通；在壳体1增压泵安装腔的侧壁上有润滑油进油口7k；其特征在于，活塞杆密封机构7d是高压密封机构，在活塞杆密封机构7d的上面有一个油气隔离密封机构7e，油气隔离密封机构7e将活塞7b与活塞杆密封机构7d之间的增压泵安装腔分隔为上部的气腔7j和下部的油腔7s，在气腔7j的侧壁上有泄漏气出口7h，泄漏气出口7h通过内通路与第二单向阀5的进口连通，润滑油进油口7k位于油腔7s的侧壁上，油气分离器2的排油口2c通过内通路与润滑油进油口7k连通。
本发明的工作原理是：油气通过增压装置1a入口，经过油气分离器2分离出气体和油，油通过内部流道到达油腔7s，对增压泵进行润滑。由于油气分离器2分离出的油液成为润滑油，因此取消了存油箱8和泄油阀9，简化了结构。气体从油气分离器出口2b通过内部流道到达电磁阀3的入口和增压泵7的进气口7g。当电磁阀3断电时通道导通，气体通过电磁阀3，未进增压泵7增压直接到达出气口1b;当电磁阀3通电时通道断开，气体不通过电磁阀3而经过增压泵7增压，通过第三单向阀6、第一单向阀4到达出气口1b。增压泵7工作过程中，气体通过活塞7b的活塞密封机构7c泄露到气腔7j中，气腔7j和增压泵7进气口7g相通，泄露的气体又回到增压泵7中又被增压，该结构极大地减少了气体的泄露量，杜绝安全隐患并降低对斯特林发动机性能的影响。
本发明的一个实施例中，活塞杆高压密封机构7d采用美国专利US5865091所公开的结构。油气分离器2和电磁阀3均为成品件。

Claims (1)

1.一种斯特林发动机气体增压装置，包括壳体(1)以及安装在壳体(1)内的油气分离器(2)、电磁阀(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)和增压泵(7)；增压泵(7)包括活塞杆(7a)、与活塞杆(7a)上端连接的活塞(7b)、活塞密封机构(7c)、活塞杆密封机构(7d)、位于壳体(1)增压泵安装腔上端的增压泵排气口(7f)和增压泵进气口(7g)，活塞杆密封机构(7d)位于靠近壳体(1)增压泵安装腔下端口的位置；壳体(1)上的油气入口(1a)通过内通路与油气分离器(2)的进口(2a)连通，油气分离器(2)的出口(2b)通过内通路分别与电磁阀(3)的进口和第二单向阀(5)的进口连通，第二单向阀(5)的出口通过内通路与增压泵进气口(7g)连通，电磁阀(3)的出口通过内通路与第一单向阀(4)的进口连通，第一单向阀(4)的出口通过内通路与壳体(1)上的出气口(1b)连通；增压泵排气口(7f)通过内通路与第三单向阀(6)的进口连通，第三单向阀(6)的出口通过内通路与第一单向阀(4)的进口连通；在壳体(1)增压泵安装腔的侧壁上有润滑油进油口(7k)；其特征在于，活塞杆密封机构(7d)是高压密封机构，在活塞杆密封机构(7d)的上面有一个油气隔离密封机构(7e)，油气隔离密封机构(7e)将活塞(7b)与活塞杆密封机构(7d)之间的增压泵安装腔分隔为上部的气腔(7j)和下部的油腔(7s)，在气腔(7j)的侧壁上有泄漏气出口(7h)，泄漏气出口(7h)通过内通路与第二单向阀(5)的进口连通，润滑油进油口(7k)位于油腔(7s)的侧壁上，油气分离器(2)的排油口(2c)通过内通路与润滑油进油口(7k)连通。
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