CN103797238A - 自由活塞型斯特林发动机 - Google Patents

Abstract

一种自由活塞型斯特林发动机（1）包括：将壳体（2）的内部分隔成工作空间（80）和反弹空间（90）的动力活塞（30）；置换器（40）；设置在动力活塞（30）中的连通孔（32）；从置换器（40）延伸且穿过连通孔（32）的置换器杆（41）；第一置换器支撑弹簧（50），其弹性地支撑置换器杆（41）的底端；和第二置换器支撑弹簧（60），其弹性地支撑置换器杆（41）的顶端。由于工作空间（80）内的工作气体的膨胀和压缩，因此动力活塞（30）和置换器（40）沿着壳体（2）的中心轴线（X）以一相位差往复运动。来自第一置换器支撑弹簧（50）和第二置换器支撑弹簧（60）的偏压力控制置换器（40）和置换器杆（41）相对于中心轴线（X）的倾斜。

Description

自由活塞型斯特林发动机

技术领域

本发明涉及一种自由活塞型斯特林发动机。

背景技术

在日本专利No.3786959中描述了一种自由活塞型斯特林发动机。

专利文献1：日本专利No.3786959

技术问题

上述自由活塞型斯特林发动机包括具有汽缸的壳体、动力活塞以及置换器。壳体填充有工作气体。置换器和动力活塞被竖直容置在壳体内，并且从置换器向下延伸的杆部分穿过在动力活塞的中央设置的孔。置换器被支撑弹簧以可往复运动的悬臂式的方式弹性地支撑在壳体的底部部分中，所述支撑弹簧连接到延伸通过孔的杆部分的一端。壳体和动力活塞的上表面分隔工作空间，置换器在所述工作空间中往复运动。将工作空间中的工作气体加热的热端（加热部分）被设置在壳体上方，并且同样地，冷却工作气体的冷端（冷却部分）被设置在壳体下方。在这种结构中，置换器在工作空间中的往复运动引起工作空间中的工作气体的温度改变，并且因此随着由温度改变引起的工作空间中的压力变化而影响动力活塞的往复运动。

然而，在上述自由活塞型斯特林发动机以不垂直于地面的角度被安装的情况下，由于置换器被弹簧以悬臂式方式支撑在壳体的下部部分中，置换器和置换器的杆部分可能倾斜，从而因为置换器和壳体之间的过度摩擦、或置换器的杆部分和动力活塞的分隔上述孔的内周边部分之间的过度摩擦而导致阻力。在这种情况下，置换器和动力活塞的往复运动不稳定，且因此所述往复运动停止。因此，自由活塞型斯特林发动机的安装状态被限制成垂直于地面。

发明内容

根据上述情况给出本发明。本发明的目的在于：提供在其安装状态方面不受限制的自由活塞型斯特林发动机。

解决方案

为了实现以上目的，本发明的自由活塞型斯特林发动机包括壳体、动力活塞、置换器、连通孔、置换器杆、第一弹性支撑件以及第二弹性支撑件。

壳体填充有工作气体。动力活塞将壳体的内部分隔成第一空间和第二空间。置换器布置在第一空间中。连通孔设置在动力活塞中且使第一空间与第二空间沿预定的轴线连通。置换器杆从置换器沿着预定轴线且穿过连通孔延伸到第二空间中。第一弹性支撑件布置在第一空间中，且在置换器和置换器杆中的至少一个的近端处将所述置换器和置换器杆中的至少一个弹性地支撑在壳体中。第二弹性支撑件布置在第二空间中，且在置换器杆的远端处将置换器杆弹性地支撑在壳体中。

同样地，连通孔允许置换器杆在第一空间和第二空间维持气密状态的情况下移动，并且借助于第一空间中的工作气体通过冷却和加热而膨胀和压缩，动力活塞和置换器以动力活塞和置换器之间的预定的相位差沿着预定轴线相应地往复运动，并且第一弹性支撑件和第二弹性支撑件的偏压力限制置换器和置换器杆相对于预定轴线的倾斜。

在上述结构中，第一弹性支撑件在置换器和置换器杆中的至少一个的近端处将所述置换器和置换器杆中的至少一个弹性地支撑在壳体中，当第一空间中的工作气体通过冷却和加热而膨胀和压缩时，所述置换器和置换器杆中的至少一个相对于动力活塞以预定的相位差沿着预定轴线往复运动，并且同样地，第二弹性支撑件在置换器杆的远端处将置换器杆弹性地支撑在壳体中，并且第一弹性支撑件和第二弹性支撑件的偏压力限制置换器和置换器杆相对于预定轴线的倾斜。因此，置换器和动力活塞能够在不考虑发动机的安装状态（安装位置）的情况下稳定地往复运动。因此，发动机的安装状态并不受限。

同样地，第一弹性支撑件可以是成圆形板形状的片簧，所述片簧包括固定地支撑在壳体中的外周边部分、在置换器杆的近端处固定地支撑置换器杆的内周边部分以及允许工作气体沿着预定轴线通过的通气孔。

在上述结构中，能够防止由于第一弹性支撑件在第一空间中的配置方式引起的第一空间中的死容积（第一空间的很少有或没有工作气体流过的容积）增加。

本发明的技术效果

根据本发明，能够提供安装状态不受限制的自由活塞型斯特林发动机。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的自由活塞型斯特林发动机的剖视图；

图2是根据本发明的第一实施方式的改型的自由活塞型斯特林发动机的剖视图；

图3是根据本发明的第二实施方式的第一置换器支撑弹簧的透视图；

图4是根据本发明的第二实施方式的自由活塞型斯特林发动机的剖视图。

具体实施方式

以下将参考附图详细地描述本发明的一个实施方式。同样地，在下文中，术语“竖直的”或“竖直地”指的是在根据本发明的自由活塞型斯特林发动机被安装成如图1所示的状态的情况下的“竖直的”或“竖直地”。

本发明的自由活塞型斯特林发动机1包括大体圆筒形的壳体2、动力活塞30、置换器40、置换器杆41、第一置换器支撑弹簧（第一弹性支撑件）50、第二置换器支撑弹簧（或第二弹性支撑件）60、动力活塞支撑弹簧70以及控制器（未示出）。

壳体2填充有工作流体，例如，工作气体（诸如氢气、氦气或氮气）。动力活塞汽缸9安装在壳体2的内侧的在竖直方向上的大体中央的部分中，且置换器汽缸10安装在动力活塞汽缸9上方，所述动力活塞汽缸9在与壳体2的中心轴线X正交的方向上的横截面为圆形，所述置换器汽缸10在上述方向上的横截面为圆形且与动力活塞汽缸9相比具有更大的直径。附带说明的是，可安装直径相同的动力活塞汽缸9和置换器汽缸10。

动力活塞30是大体圆柱形的，且安装在动力活塞汽缸9内。由沿着预定轴线向下延伸的杆形体形成的动力活塞杆31在动力活塞30的下表面的大体中央的部分中一体地形成。例如，动力活塞杆31由杆形体形成，并且预定轴线是壳体2的竖直中心轴线X。动力活塞30和动力活塞杆31具有连通孔32，所述连通孔32穿过所述动力活塞30和所述动力活塞杆31的大体中央的部分形成且竖直地延伸。在动力活塞杆31的上和下两部分中分别形成有四个接合部分33，所述四个接合部分33以相等间距隔开地设置在外周表面上（例如，以外周边的1/4长度的间距）且周向向外地突出。接合部分均具有接合孔33a，所述接合孔33a在沿着突出方向的大体中央的部分中穿过所述接合部分竖直地形成，且动力活塞支撑弹簧70的另一端部接合在接合孔33a中，所述动力活塞支撑弹簧70作为在一端部处固定在壳体2的侧壁内侧的盘簧。动力活塞30通过动力活塞杆31由动力活塞支撑弹簧70弹性地支撑在壳体2上。附带说明的是，所安装的接合部分33的数量和接合部分33的安装位置并不限于以上情况，而是根据各种条件、例如动力活塞30的质量来设定。

弹性地支撑在壳体2上的动力活塞30将壳体2的内侧分隔成工作空间（第一空间）80和反弹空间（第二空间）90。工作空间80通过动力活塞30的上表面隔出，并且在壳体2的内侧布置在壳体2的上部分中。反弹空间90通过动力活塞30的下表面隔出，并且在壳体2的内侧布置在壳体2的下部分中。动力活塞支撑弹簧70在反弹空间90中弹性地支撑动力活塞30，并且当动力活塞30和动力活塞杆31从它们的停止位置（或初始位置）竖直地移动时，向动力活塞30和动力活塞杆31施加偏压力，以便使动力活塞30和动力活塞杆31回复到它们的停止位置。同样地，动力活塞支撑弹簧70向动力活塞30和动力活塞杆31施加偏压力，以便限制动力活塞30和动力活塞杆31相对于壳体2的中心轴线X的倾斜。

动力活塞杆31的远端（下端）连接到直线电机（未示出）。当直线电机被驱动时，动力活塞30和动力活塞杆31竖直地往复运动，且动力活塞30在动力汽缸中滑动。直线电机在控制器（未示出）的控制下被驱动。

环形永磁体（未示出）和设在永磁体上下两侧上的极片布置在动力活塞杆31的大体中央的部分中。永磁体和极片形成设置在壳体2中且围绕永磁体的发电线圈（未示出）和直线发电机。当动力活塞30和动力活塞杆31竖直地往复运动时，在发电线圈中产生介电电动势。直线发电机连接到电池（未示出），并且电池存储由直线发电机产生的电能且向连接到电池的各种装置供应电能，所述各种装置例如是上述直线电机和控制器。

置换器40是大体圆柱形的，并且在工作空间80中布置在置换器汽缸10内。由杆形体形成的置换器杆41一体地形成在置换器40的下表面的大体中央的部分中，所述杆形体沿着壳体2的中心轴线X向下延伸且穿过动力活塞30和动力活塞杆31的连通孔32。四个近端接合部分42形成在置换器杆41的近端上，所述四个近端接合部分42以相等间距（以外周边的1/4长度的间距）隔开地设置在外周表面上且周向向外地突出。近端接合部分42均具有接合孔42a，所述接合孔42a在沿着突出方向的大体中央的部分中穿过所述近端接合部分42竖直地形成，并且第一置换器支撑弹簧50的另一端部接合在接合孔42a中，所述第一置换器支撑弹簧50作为布置在工作空间80中的且在一端部处固定至壳体2的侧壁内侧的盘簧。环形装配部分43以使环形装配部分43不能相对移动的方式套在穿过连通孔32且伸出到反弹空间90中的置换器杆41的远端上。四个远端接合部分44形成在装配部分43的外周表面上，所述四个远端接合部分44以相等间距（以外周边的1/4长度的间距）隔开地布置且周向向外地突出。远端接合部分44均具有接合孔44a，所述接合孔44a在沿着突出方向的大体中央的部分中穿过所述远端接合部分44竖直地形成，且第二置换器支撑弹簧60的另一端部接合在接合孔44a中，所述第二置换器支撑弹簧60作为布置在反弹空间90中的且在一端部处固定到壳体2的侧壁内侧的盘簧。第一置换器支撑弹簧50在工作空间80中在置换器杆41的近端处弹性地支撑置换器杆41，并且第二置换器支撑弹簧60在反弹空间90中在置换器杆41的远端处弹性地支撑置换器杆41，因此，置换器40通过置换器杆41被弹性支撑在壳体2上。当置换器40和置换器杆41从它们的停止位置（或初始位置）竖直地移动时，第一置换器支撑弹簧50和第二置换器支撑弹簧60向置换器40和置换器杆41施加偏压力，以便使置换器40和置换器杆41回复到它们的停止位置。同样地，第一置换器支撑弹簧50和第二置换器支撑弹簧60向置换器40和置换器杆41施加偏压力，以便限制置换器40和置换器杆41相对于壳体2的中心轴线X的倾斜。附带说明的是，所安装的近端接合部分42和远端接合部分44的数量以及近端接合部分42和远端接合部分44的安装位置不限于以上情况，而是根据各种条件、诸如置换器40的质量来设置。同样地，如后文所述，第一置换器支撑弹簧50、第二置换器支撑弹簧60和动力活塞支撑弹簧70的弹簧常量被设定成：使得动力活塞30和动力活塞杆31、以及置换器40和置换器杆41以预定的相位差（例如以90度的相位差）往复运动，且使得动力活塞30和动力活塞杆31、以及置换器40和置换器杆41相对于壳体2的中心轴线X的倾斜能够被限制。

由弹性件（例如橡胶）制成的多个环形密封件45设置在置换器杆41的大体中央的部分中。密封件45与动力活塞30和动力活塞杆31的将连通孔32隔出的内周边表面紧密接触，并且同样地，如后文所述，当置换器杆41滑动时，密封件45在内周边表面上滑动，由此紧密封闭工作空间80和反弹空间90，并且防止工作气体在工作空间80和反弹空间90之间流出和流入。

置换器40将工作空间80分隔成膨胀空间81和收缩空间82。膨胀空间81通过置换器40的上表面隔出，且布置在置换器40上方、或等同地布置在工作空间80的上部分中。收缩空间82通过置换器40的下表面隔出，且布置在置换器40下方、或等同地布置在工作空间80的下部分中。

在膨胀空间81和收缩空间82之间提供连通的流动路径11形成在置换器汽缸10中。流动路径11设有加热部分12、蓄热部分13和冷却部分14。加热部分12邻近膨胀空间81布置，且能加热膨胀空间81中的工作气体。冷却部分14邻近收缩空间82布置，且能冷却收缩空间82中的工作气体。蓄热部分13布置在加热部分12和冷却部分14之间。储热材料（未示出）设置在蓄热部分中。储热材料由通过编织金属线材（例如不锈合金）获得的层叠的多个线网件形成，所述多个线网件具有与内侧连通的空间、能够使工作流体从所述空间通过、并具有储热特性。附带说明的是，储热材料可以是通过编织由树脂（诸如尼龙）制成的纤维获得的树脂基质，或通过编织碳纤维、陶瓷纤维、钢棉或类似物获得的基质。在穿过储热材料时，工作气体从顶到底或从底到顶地流过蓄热部分，因此，储热材料与工作气体进行热交换以储存热量。

同样地，置换器汽缸10设有置换器传感器和温度传感器，所述置换器传感器用于探测置换器40。置换器传感器布置在置换器40上方，并且探测在置换器40的停止位置上方已经行进预定距离的置换器40。当探测到置换器40时，置换器传感器输出探测信号。温度传感器以预定的时间间隔探测工作空间80中的工作气体的温度。温度传感器输出指示所探测的温度的温度信息。

控制器由微型计算机形成，且包括根据控制程序执行操作的中央处理单元（CPU）、存储控制程序等的只读存储器（ROM）、以及存储操作结果等的读写随机存取存储器（RAM）。控制器控制直线电机的驱动、以及加热部分12和冷却部分14的操作。控制器连接到置换器传感器和温度传感器，并且接收由置换器传感器输出的探测信号以及由温度传感器输出的温度信息。

接下来，将给出有关于本实施方式的自由活塞型斯特林发动机的操作的描述。

在启动发动机时，控制器控制加热部分12，使得加热部分12加热膨胀空间81中的工作气体。然后，基于以预定的时间间隔从温度传感器接收的温度信息，确定膨胀空间81中的工作气体的温度是否达到预定温度，并且当达到预定温度时启动直线电机的驱动，并且同样地，控制冷却部分14以开始冷却收缩空间82中的工作气体。附带说明的是，通过加热部分12对膨胀空间81中的工作气体进行的加热是持续的。

当直线电机被驱动、且由此动力活塞30和动力活塞杆31开始沿着壳体2的中心轴线X竖直地往复运动时，在工作空间80中发生压力变化，且置换器40和置换器杆41开始沿着壳体2的中心轴线X竖直地往复运动。具体地，当动力活塞30和动力活塞杆31向上移动时，工作空间80中的压力增加，并且置换器40和置换器杆41向下移动。相反地，当动力活塞30和动力活塞杆31向下移动时，工作空间80中的压力量减小，并且置换器40和置换器杆41向上移动。

当置换器40和置换器杆41往复运动时，膨胀空间81和收缩空间82的体积改变。当膨胀空间81的体积减小而收缩空间82的体积增加时，工作气体从膨胀空间81经由流动路径11移动到收缩空间82。相反地，当膨胀空间81的体积增加而收缩空间82的体积减小时，工作气体从收缩空间82经由流动路径11移动到膨胀空间81。换言之，随着置换器40和置换器杆41的往复运动，膨胀空间81的和收缩空间82的体积周期性地增加和减小。

在通过膨胀空间81的体积减小而体积增加的收缩空间82中，当工作气体被冷却部分14冷却时，被冷却的工作气体收缩，因此工作空间80中的压力减小。相反地，在通过收缩空间82的体积减小而体积增加的膨胀空间81中，当工作气体被加热部分12加热时，被加热的工作气体膨胀，因此工作空间80中的压力增加。

通过工作空间80中的压力变化，动力活塞30和动力活塞杆31振动，以便增加往复运动量。

当重复置换器40和置换器杆41的往复运动时，流动通过流动路径11的工作气体的量以及置换器40在置换器40的往复运动中的竖直的行进距离增加。同样地，工作气体的压力变化的量随着增加的所述量和所述距离增加，并且动力活塞30和动力活塞杆31通过压力变化产生的振动量也增加。

置换器传感器随着置换器40的竖直的行进距离的增加而探测到置换器40，并输出探测信号。当接收到探测信号时，控制器使直线电机的驱动停止。在直线电机的驱动停止之后，动力活塞30和动力活塞杆31、以及置换器40和置换器杆41通过工作空间80中的工作气体的压力变化和各个支撑弹簧50、60、70的偏压力以预定的相位差继续往复运动。

当动力活塞30和动力活塞杆31往复运动时，介电电动势在上述直线发电机的发电线圈中产生，并且连接到直线发电机的电池存储由直线发电机产生的电能，并且向连接到电池的各种装置供应电能。

在上述结构中，置换器40被在置换器杆41的近端处弹性地支撑置换器杆41的第一置换器支撑弹簧50和在置换器杆41的远端处弹性地支撑置换器杆41的第二置换器支撑弹簧60以两端受支撑的方式弹性地支撑在壳体2中。因此，在自由活塞型斯特林发动机被安装在相对于壳体2的中心轴线X倾斜的位置中的情况下，例如甚至在自由活塞型斯特林发动机被平行于地面地安装的情况下，相对于壳体2的中心轴线X的倾斜被限制，且因此置换器40和置换器杆41能够稳定地往复运动。

在本实施方式中，置换器40被描述成：通过分别在置换器杆41的近端和远端处弹性地支撑置换器杆41的第一置换器支撑弹簧50和第二置换器支撑弹簧60通过置换器杆41被弹性地支撑在壳体2中；然而，置换器40还可通过以下方式被支撑。具体地，如图2所示，提供了设在置换器40的上表面上且向上突出的上接合部分46和从置换器杆41的远端部分（下端部分）向下突出的下接合部分47，并且置换器40通过布置在工作空间80中的第一置换器支撑弹簧50和布置在反弹空间90中的第二置换器支撑弹簧60弹性地支撑在壳体2中，所述第一置换器支撑弹簧50在一端部处固定到壳体2的顶部分且在另一端部处与上接合部分46接合，所述第二置换器支撑弹簧60在一端部处固定到壳体2的底部分且在另一端部处与置换器杆41的下接合部分47接合。

接下来，将参考图3和图4来描述第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式不同的是，动力活塞支撑弹簧70、第一置换器支撑弹簧50以及第二置换器支撑弹簧60由如图3所示的片簧形成。在下文中，在第二实施方式中，将省略第一和第二实施方式的共同部分的描述。

在第二实施方式中，动力活塞支撑弹簧70、第一置换器支撑弹簧50以及第二置换器支撑弹簧60都由圆形片簧形成且形式相同，但是它们的直径根据它们的安装位置而变化。以下将以第一置换器支撑弹簧50作为示例来描述支撑弹簧的形式。

如图3所示，第一置换器支撑弹簧50具有在中央竖直地穿过所述第一置换器支撑弹簧50形成的支撑孔55，且包括：弯曲地形成的内周边部分51；外周边部分53，所述外周边部分53具有形成在其中的多个螺栓孔52，与形成在壳体2中的螺栓孔啮合的螺栓（未示出）穿过所述多个螺栓孔52；以及两个通气孔54，所述两个通气孔54形成在内周边部分51两侧且在竖直方向上穿过第一置换器支撑弹簧50形成。

如图4所示，当螺栓穿过形成在外周边部分53中的螺栓孔52、由此将第一置换器支撑弹簧50固定到壳体2、并将第一置换器支撑弹簧50布置在工作空间80中时，置换器杆41穿过内周边部分51的支撑孔55，并且内周边部分51以使置换器40不能相对移动的方式在置换器40的近端处弹性地支撑置换器40。通气孔54允许工作空间80中的工作气体通过。附带说明的是，可以采用以下结构：具体地，置换器汽缸10设有螺栓孔（未示出），并且从形成在外周边部分53中的螺栓孔52穿过的螺栓被接合到所述螺栓孔中，因此，第一置换器支撑弹簧50被固定到置换器汽缸10。

第二置换器支撑弹簧60布置在反弹空间90中、与上述第一置换器支撑弹簧50的形式相同、且与第一置换器支撑弹簧50相比以更大的直径形成。置换器杆41穿过第二置换器支撑弹簧60的内周边部分61的支撑孔65，并且内周边部分61以使置换器杆41不能相对移动的方式在置换器杆41的远端处固定和弹性地支撑置换器杆41。通过布置在工作空间80中的第一置换器支撑弹簧50和布置在反弹空间90中的第二置换器支撑弹簧60，置换器40通过置换器杆41弹性地支撑在壳体2中。

动力活塞支撑弹簧70与上述第一置换器支撑弹簧50的形式相同，并且与第二置换器支撑弹簧60相比以基本相同的直径形成。动力活塞杆31穿过动力活塞支撑弹簧70的内周边部分71的支撑孔75，并且内周边部分71以使动力活塞杆31不能相对移动的方式固定和弹性地支撑动力活塞杆31。附带说明的是，动力活塞支撑弹簧70和第二置换器支撑弹簧60设置在壳体2的内壁上，并且从外周边部分73、63的螺栓孔72、62穿过的螺栓（未示出）接合在从壳体2向内突出的托架（未示出）的螺栓孔（未示出）中，且由此使动力活塞支撑弹簧70和第二置换器支撑弹簧60固定到壳体2。附带说明的是，在第二实施方式中，第一实施方式的接合部分33、近端接合部分42以及远端接合部分44并未设置在动力活塞杆和置换器杆41的外周表面上。

在第二实施方式中，作为片簧布置在工作空间80中的第一置换器支撑弹簧50以使置换器杆41不能相对移动的方式在置换器杆41的近端固定地支撑置换器杆41，因此，与盘簧被用作第一置换器支撑弹簧50的情况相比，能够防止由于提供第一置换器支撑弹簧50而引起的工作空间80中的死区体积的增加。

虽然上文已经针对由发明人提出的本发明所应用的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于通过实施方式而形成本发明的公开内容的部分的讨论和附图。

例如，在第二实施方式中，层叠的多个片簧可用作支撑弹簧50、60、70中的每个。

同样地，盘簧和片簧可组合使用。例如，片簧可用作第一置换器支撑弹簧50，且盘簧可用作其它的支撑弹簧60、70。

同样地，在第二实施方式中，支撑弹簧50、60、70中的每个的通气孔可绕着支撑孔55、65、75以螺旋方式形成。

当然换言之，此外还应理解的是，本领域技术人员等基于所述实施方式实现的其它实施方式、示例和操作技术等都将包含在本发明的范围中。

工业应用领域

本发明能够广泛地应用于自由活塞型斯特林发动机。

附图标记列表

1   自由活塞型斯特林发动机

2   壳体

9   动力活塞汽缸

10  置换器汽缸

11  流动路径

12  加热部分

13  蓄热部分

14  冷却部分

30  动力活塞

31  动力活塞杆

32  连通孔

33  接合部分

33a 接合孔

40  置换器

41  置换器杆

42  近端接合部分

43  装配部分

44  远端接合部分

45  密封件

50  第一置换器支撑弹簧（第一弹性支撑件）

60  第二置换器支撑弹簧（第二弹性支撑件）

70  动力活塞支撑弹簧

80  工作空间（第一空间）

81  膨胀空间

82  收缩空间

90  反弹空间（第二空间）

Claims (2)

1.一种自由活塞型斯特林发动机，包括：

填充有工作气体的壳体；

将壳体的内部分隔成第一空间和第二空间的动力活塞；

布置在第一空间中的置换器；

设置在动力活塞中的连通孔，所述连通孔使第一空间与第二空间沿着预定轴线连通；

置换器杆，其从置换器沿着所述预定轴线并穿过连通孔伸入第二空间；

第一弹性支撑件，其布置在第一空间中，且在置换器和置换器杆中的至少一个的近端处将所述置换器和置换器杆中的所述至少一个弹性地支撑在壳体中；和

第二弹性支撑件，其布置在第二空间中，且在置换器杆的远端处将置换器杆弹性地支撑在壳体中，

其中，连通孔允许置换器杆在第一空间和第二空间维持气密状态的情况下移动；

其中，借助于第一空间中的工作气体通过冷却和加热而膨胀和压缩，动力活塞和置换器以动力活塞和置换器之间预定的相位差沿着所述预定轴线往复运动；

其中，第一弹性支撑件和第二弹性支撑件的偏压力限制置换器和置换器杆相对于所述预定轴线的倾斜。

2.根据权利要求1所述的自由活塞型斯特林发动机，其特征在于，

第一弹性支撑件是圆形板形状的片簧，所述片簧包括固定地支撑在壳体中的外周边部分、在置换器杆的近端处固定地支撑置换器杆的内周边部分和允许工作气体沿着所述预定轴线通过的通气孔。

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