CN114370352A - 自由活塞斯特林热机气浮活塞结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,包括气缸本体、动力活塞以及调节组件,气缸本体内设有安装腔;动力活塞沿安装腔的轴线方向上依次设有第一滑动块、与第一滑动块相连接的中间杆体以及与中间杆体相连接的第二滑动块,中间杆体用于将第一滑动块与第二滑动块之间的空间分为第一调节空间和第二调节空间;调节组件用于调节第一调节空间和第二调节空间的气压,以使得动力活塞始终沿安装腔的轴线方向往复移动。通过上述方式,本发明通过气浮对动力活塞进行支撑,提高动力活塞的运动稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及斯特林热机活塞结构设计技术领域,尤其涉及一种自由活塞斯特林热机气浮活塞结构。
背景技术
在自由活塞斯特林热机中,动子活塞通过间隙密封隔绝不同腔体的压力波动,但由于波动压力差的两侧不对称,会通过间隙产生时均质量流的迁移,从而导致两侧腔体平均压力不平衡,活塞中心位置发生漂移。随着自由活塞斯特林热机逐渐向大功率发展,动子活塞需要成比例放大,间隙尺度与面积的相应增大使得时均质量流随之增大,导致活塞漂移也越严重。
发明内容
本发明实施例提供一种自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,用以在满足气浮稳定支撑的同时解决现有技术中活塞飘移严重的技术问题。
本发明实施例提供一种自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,包括:气缸本体,内设有安装腔;
动力活塞,沿所述安装腔的轴线方向上依次设有第一滑动块、与所述第一滑动块相连接的中间杆体以及与所述中间杆体相连接的第二滑动块,所述中间杆体用于将所述第一滑动块与所述第二滑动块之间的空间分为第一调节空间和第二调节空间;
调节组件,用于调节所述第一调节空间和所述第二调节空间的气压,以使得所述动力活塞始终沿所述安装腔的轴线方向往复移动。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述第一滑动块和所述第二滑动块与所述安装腔内壁之间设有第一间隙密封,用于避免所述第一调节空间和所述第二调节空间内的气体与所述第一滑动块和所述第二滑动块远离所述中间杆体一侧的空间进行气体交换。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述第一滑动块远离所述中间杆体的一侧为压缩腔,所述第二滑动块远离所述中间杆体的一侧为背腔,所述第一调节空间和所述第二调节空间组成中间腔体;
所述气缸本体靠近所述安装腔内壁一侧设有回中管路,所述第一滑动块和所述第二滑动块朝向所述安装腔内壁一侧设有配合管路,且当所述配合管路与所述回中管路连通状态下,所述压缩腔、所述中间腔体以及所述背腔连通。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述回中管路包括与所述中间腔体相连通且间隔设置的第一回中孔和第二回中孔;
所述配合管路包括朝向所述安装腔内壁的一端面开设的第一配合孔,以及与所述第一配合孔相连通且开设于所述第一滑动块或所述第二滑动块在远离所述中间腔体一端面开设的第二配合孔。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述气缸本体在所述中间腔体内设有限位机构,所述限位机构形成套设于所述中间杆体外的限位空间,所述限位空间与所述第一调节空间和所述第二调节空间连通。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述调节组件包括与所述第一调节空间相连通的第一换气组件和与所述第二调节空间相连通的第二换气组件;
所述第一换气组件包括第一进气管路和第一出气管路,所述第一进气管路一端与所述限位空间相连通,另一端与所述气缸本体外连接,所述第一出气管路一端与所述限位空间或者所述第一调节空间相连通,另一端与所述气缸本体外连接;
所述第二换气组件包括第二进气管路和第二出气管路,所述第二进气管路一端与所述限位空间相连接,另一端与所述气缸本体外连接,所述第二出气管路一端与所述限位空间或者所述第二调节空间相连通,另一端与所述气缸本体外连接。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述第一进气管路包括至少一个与所述限位空间或者所述第一调节空间相连通的第一进气孔,多个所述第一进气孔间隔设置;
所述第二进气管路包括至少一个与所述限位空间或者所述第二调节空间相连通的第二进气孔,多个所述第二进气孔间隔设置。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,所述气缸本体外还设有气泵,所述气泵的一端与所述第一进气管路或者所述第二进气管路相连通,所述气泵的另一端与所述第一出气管路或者所述第二出气管路相连通。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,
所述动力活塞内包括依次穿设所述第一滑动块、所述中间杆体以及所述第二滑动块的高压储气腔;
所述第一滑动块远离所述中间杆体的一侧设有与所述高压储气腔相连接的单向阀,所述高压储气腔与所述限位空间相连通;
所述中间杆体上设有多个分别连通所述限位空间和所述高压储气腔的导气孔,多个所述导气孔之间间隔设置。
根据本发明一个实施例的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,
所述气缸本体靠近所述压缩腔一侧的截面尺寸小于靠近所述背腔一侧的截面尺寸,所述第一滑动块沿所述安装腔轴线方向上的截面尺寸小于所述第二滑动块沿所述安装腔轴线方向上的截面尺寸;
所述限位空间的相对两侧设有第二间隙密封。
本发明实施例提供的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,设有动力活塞,中间杆体将安装腔分为上下设置的第一调节空间和第二调节空间,调节组件的设置用于对第一调节空间和第二调节空间的气压进行调节,使得动力活塞始终沿安装腔的轴线方向往复移动。通过气浮对动力活塞进行支撑,提高动力活塞的运动稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明自由活塞斯特林热机气浮活塞结构一实施例的结构示意图;
图2为本发明自由活塞斯特林热机气浮活塞结构另一实施例的结构示意图;
图3为本发明自由活塞斯特林热机气浮活塞结构第三实施例的结构示意图;
图4为本发明自由活塞斯特林热机气浮活塞结构第四实施例的结构示意图;
附图标记:
10、气缸本体;110、安装腔;120、回中管路;1210、第一回中孔;1220、第二回中孔;130、限位机构;1310、限位空间;1320、第一限位板;1330、第二限位板;1340、第一连接柱;1350、第二连接柱;140、气泵;
20、动力活塞;210、第一滑动块;220、中间杆体;230、第二滑动块;240、第一调节空间;250、第二调节空间;260、第一间隙密封;270、压缩腔;280、中间腔体;290、背腔;2910、配合管路;2920、第一配合孔;2930、第二配合孔;2940、高压储气腔;2950、单向阀;2960、导气孔;2970、低压排气腔;2980、第二间隙密封;
30、调节组件;310、第一换气组件;3110、第一进气管路;3111、第一进气孔;3120、第一出气管路;3121、第一出气孔;320、第二换气组件;3210、第二进气管路;3211、第二进气孔;3220、第二出气管路;3221、第二出气孔;
40、可调腔体;410、连通孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图3,本发明提供一种自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,包括气缸本体10、动力活塞20以及调节组件30。气缸本体10内设有安装腔110,动力活塞20沿安装腔110的轴线方向上依次设有第一滑动块210、与第一滑动块210相连接的中间杆体220以及与中间杆体220相连接的第二滑动块230,中间杆体220用于将第一滑动块210与第二滑动块230之间的空间分为第一调节空间240和第二调节空间250。气缸本体10内设置的安装腔110用于放置动力活塞20,以使得动力活塞20在安装腔110内移动。
在本发明一实施例中,气缸本体10为圆柱形状,且安装腔110为柱状空间,沿气缸本体10的轴线方向的任一截面可以将动力活塞20上方和下方分为两个空间,也即对应第一调节空间240和第二调节空间250,第一调节空间240和第二调节空间250可以处于连通状态。
请继续参照图1和图2,在本发明一实施例中,第一滑动块210和第二滑动块230的相对两端分别靠近安装腔110内侧壁设置,中间杆体220沿安装腔110轴线方向上的截面尺寸小于第一滑动块210和第二滑动块230沿安装腔110轴线方向上横截面尺寸。中间杆体220用于将第一滑动块210和第二滑动块230之间的空间进行分隔,并形成第一调节空间240和第二调节空间250。调节组件30用于调节第一调节空间240和第二调节空间250的气压,以使得动力活塞20始终沿安装腔110的轴线方向往复移动。优选地,第一调节空间240和第二调节空间250对称设置,以便于调节组件30对第一调节空间240和第二调节空间250内的压力调节,进而使得动力活塞20浮动在安装腔110内,由此通过气浮对动力活塞20进行支撑,进而提高动力活塞20在安装腔110内的运行稳定性。也即,中间杆体220为圆柱形,且中间杆体220的轴线延伸方向与安装腔110的轴线延伸方向一致,所以任一截面形成的第一调节空间240和第二调节空间250对称设置。
具体地,动力活塞20沿安装腔110的轴线方向进行移动时,第一滑动块210和第二滑动块230与安装腔110内壁之间设有第一间隙密封260,用于避免第一调节空间240和第二调节空间250内的气体与第一滑动块210和第二滑动块230远离中间杆体220一侧的空间进行气体交换。需要说明的是,第一间隙密封260为第一滑动块210和第二滑动块230的两端与安装腔110内壁之间间隔设置,例如间隙不足以使得第一调节空间240和第二调节空间250内的气体与第一滑动块210和第二滑动块230外侧的气体进行交换。第一间隙密封260的设置用于使得动力活塞20浮动于安装腔110内,避免动力活塞20与安装腔110内壁之间产生摩擦,影响活塞的运行状态。
动力活塞20在移动过程中,第一滑动块210远离中间杆体220的一侧为压缩腔270,第二滑动块230远离中间杆体220的一侧为背腔290,第一调节空间240和第二调节空间250组成中间腔体280。气缸本体10靠近安装腔110内壁一侧设有回中管路120,第一滑动块210和第二滑动块230朝向安装腔110内壁一侧设有配合管路2910,且当配合管路2910与回中管路120连通状态下,压缩腔270、中间腔体280以及背腔290连通。在本发明一实施例中,回中管路120与配合管路2910连通状态下,也即动力活塞20处于中心位置,此时压缩腔270、中间腔体280与背腔290连通,实现压力的平衡。当动力活塞20离开中心位置时,中间腔体280与、压缩腔270和背腔290不进行气体交换,通过调节组件30对中间腔体280的气体的充入和吸出进行调节,由此将动力活塞20、回中管路120以及调节组件30分开进行设置,进而解决了传统动力活塞20受到气体交换时易产生飘移的问题,提高了动力活塞20的运行稳定性。
回中管路120包括与中间腔体280相连通且间隔设置的第一回中孔1210和第二回中孔1220,配合管路2910包括朝向安装腔110内壁的一端面开设的第一配合孔2920,以及与第一配合孔2920相连通且开设于第一滑动块210或第二滑动块230在远离中间腔体280一端面开设的第二配合孔2930。需要说明的是,回中管路120和配合管路2910的数量一一对应,且均为4个。沿安装腔110轴线方向上的两个第一回中孔1210或者第二回中孔1220之间的距离与第一滑动块210和第二滑动块230之间的间距对应,由此使得当其中一个回中管路120与配合管路2910处于配合状态时,压缩腔270、中间腔体280和背腔290连通。第一配合孔2920和第二配合孔2930的作用在于连通中间腔体280与压缩腔270或者背腔290。
在本发明一实施例中,气缸本体10在中间腔体280内设有限位机构130,限位机构130形成套设于中间杆体220外的限位空间1310,限位空间1310与第一调节空间240和第二调节空间250连通。具体地,限位机构130包括由安装腔110内壁向安装腔110内延伸设置的第一连接柱1340和第二连接柱1350,第一连接柱1340和第二连接柱1350分别连接有第一限位板1320和第二限位板1330。第一限位板1320与第二限位板1330之间形成限位空间1310,中间杆体220穿设于限位空间1310内。
具体地,调节组件30包括与第一调节空间240相连通的第一换气组件310和与第二调节空间250相连通的第二换气组件320,第一换气组件310包括第一进气管路3110和第一出气管路3120,第一进气管路3110一端与限位空间1310相连通,另一端与气缸本体10外连接,第一出气管路3120一端与限位空间1310或者第一调节空间240相连通,另一端与气缸本体10外连接,第二换气组件320包括第二进气管路3210和第二出气管路3220,第二进气管路3210一端与限位空间1310相连接,另一端与气缸本体10外连接,第二出气管路3220一端与限位空间1310或者第二调节空间250相连通,另一端与气缸本体10外连接。
也即,第一出气管路3120的一端可以与限位空间1310连接,此时第一出气管路3120依次流经第一限位板1320、第一连接柱1340至气缸本体10外。或者,第一出气管路3120的一端也可以与第一调节空间240相连通,例如设于第一连接柱1340朝向第一调节空间240的一侧,此时第一出气管路3120流经第一连接柱1340流出气缸本体10外。同理,第二出气管路3220的一端可以与限位空间1310连接,此时第二出气管路3220依次流经第二限位板1330、第二连接柱1350至气缸本体10外。或者,第二出气管路3220的一端也可以与第二调节空间250相连通,例如设于第二连接柱1350朝向第二调节空间250的一侧,此时第二出气管路3220流经第二连接柱1350流出气缸本体10外。
第一进气管路3110包括至少一个与限位空间1310或者第一调节空间240相连通的第一进气孔3111,多个第一进气孔3111间隔设置,第二进气管路3210包括至少一个与限位空间1310或者第二调节空间250相连通的第二进气孔3211,多个第二进气孔3211间隔设置。在本发明一实施例中,第一进气孔3111的数量为2个,且间隔设置,由此提高向限位空间1310内充气的速率。在其他实施例中,也可以设置3个、4个或者5个等,在此不做限定。同理,第一出气管路3120设有至少一个第一出气孔3121,第二出气管路3220设有至少一个第二出气孔3221,当第一出气孔3121与限位空间1310相连通时,第一出气孔3121的数量可以与第一进气孔3111的数量一一对应。而当第一出气孔3121与第一调节空间240相连通时,第一出气孔3121的数量可以为1个,也可以为多个,在此不做限定。
进一步地,气缸本体10外还设有气泵140,气泵140的一端与第一进气管路3110或者第二进气管路3210相连通,气泵140的另一端与第一出气管路3120或者第二出气管路3220相连通。气泵140的作用是将第一出气管路3120和第二出气管路3220流出的气体进行吸收、加压,形成的压力较高的气体通过第一进气管路3110和第二进气管路3210向限位空间1310充入,以实现中间杆体220受到较大的气浮承载力而浮动于限位空间1310内,以避免中间杆体220与限位空间1310内壁之间产生摩擦,影响动力活塞20的移动状态。
请参照图3,在本发明另一实施例中,动力活塞20内包括依次穿设第一滑动块210、中间杆体220以及第二滑动块230的高压储气腔2940,第一滑动块210远离中间杆体220的一侧设有与高压储气腔2940相连接的单向阀2950,高压储气腔2940与限位空间1310相连通。进一步地,中间杆体220上设有多个分别连通限位空间1310和高压储气腔2940的导气孔2960,多个导气孔2960之间间隔设置。需要说明的是,单向阀2950由压力控制,在压力高于设定的阈值时,单向阀2950打开,压缩腔270侧高压气体进入动力活塞20内的设置的高压储气腔2940,高压气体经导向孔进入限位空间1310内,第一调节空间240和第二调节空间250远离单向阀2950一侧包括低压排气腔2970,单向阀2950打开后高压气体流向低压排气腔2970。当动力活塞20处于中间位置时,可以对第一调节空间240和第二调节空间250内的气体与压缩腔270和背腔290进行交换。该实施例中,不用在气缸本体10上开设有供、排气管路,加工制造难度低,同时不用外加气泵140,可以通过单向阀2950的压力阈值来调整供气量,提高系统在不同工况下的适应能力。
请参照图4,气缸本体10靠近压缩腔270一侧的截面尺寸小于靠近背腔290一侧的截面尺寸,且限位空间1310的相对两侧设有第二间隙密封2980。随着发电机功率的增大,所需气体弹簧刚度也越来越大,仅靠背腔290无法满足刚度需求,而气缸本体10两侧设计为非等面积,也即第一滑动块210沿安装腔110的轴线方向上的截面尺寸小于第二滑动块230沿安装腔110的轴线方向上的截面尺寸。如此动力活塞20在沿安装腔110的轴线方向移动过程中,中间腔体280的体积发生变化,从而使得中间腔体280也能够为动力活塞20的往复运动提供一部分气体弹簧刚度。例如动力活塞20在平衡位置向靠近背腔290方向移动过程中,中间腔体280的体积变大,而背腔290的体积变小,进而中间腔体280形成朝向压缩腔270一侧的气体弹簧力阻碍体积变小,两者叠加成为动力活塞20移动过程中受到的总气体弹簧力。当动力活塞20移动至最大位移时,此时总气体弹簧力最大,动力活塞20开始反转方向,向压缩腔270一侧移动,由此实现动力活塞20的往复运动。同时由于靠近压缩腔270一侧的第一滑动块210沿安装腔110的轴线方向上的截面尺寸变小,使得在相同的动力活塞20扫气量下动力活塞20的位移变大,而动力活塞20往复运动的频率不变,即动力活塞20沿安装腔110轴线方向上的移动速度提高,使得动力活塞20移动切割磁感线产生的感应电动势变大,有利于提高电机的输出功率。
进一步地,中间腔体280靠近背腔290一侧还设有可调的可调腔体40,可调腔体40与中间腔体280之间设有密封可调的连通孔410,通过调节可调腔体40的体积来调节中间腔体280的总体积,以满足不同气体弹簧刚度的应用需求。在其他实施例中,可调腔体40也可以外置设置,需要的时候与中间腔体280连通即可,在此不做过多赘述。
本发明所提供的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构通过将动力活塞20与平衡机构分开设置,使得动力活塞20支撑与回中完全分离,同时气浮支撑排气完全稳定,能够有效提升系统的稳定性和使用寿命。在大功率自由活塞斯特林热机系统中,由于要求气体轴承提供较大承载力且气体轴承外界环境波动压力较大,所以在该类系统中有着突出的应用优势。而且,本发明所提供的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构还可以应用于高温直线电机中,因为压缩腔270一侧的温度通常高于600摄氏度,而背腔290一侧的温度为常温,所以中间腔体280对温度的转化可以起到缓冲作用,由此对于高温直线电机,可以降低直线电机的磁铁温度的使用要求,例如在靠近低温侧对于磁铁的使用温度要求对磁铁自身特性的要求也会偏低,以降低磁铁耗量以及提高磁铁的使用寿命。同时设计两端非等面积的动力活塞20,可以提高气体弹簧刚度,进而适应更高的电机的输出功率。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,包括:
气缸本体,内设有安装腔;
动力活塞,沿所述安装腔的轴线方向上依次设有第一滑动块、与所述第一滑动块相连接的中间杆体以及与所述中间杆体相连接的第二滑动块,所述中间杆体用于将所述第一滑动块与所述第二滑动块之间的空间分为第一调节空间和第二调节空间;
调节组件,用于调节所述第一调节空间和所述第二调节空间的气压,以使得所述动力活塞始终沿所述安装腔的轴线方向往复移动。
2.根据权利要求1所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述第一滑动块和所述第二滑动块与所述安装腔内壁之间设有第一间隙密封,用于避免所述第一调节空间和所述第二调节空间内的气体与所述第一滑动块和所述第二滑动块远离所述中间杆体一侧的空间进行气体交换。
3.根据权利要求1所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述第一滑动块远离所述中间杆体的一侧为压缩腔,所述第二滑动块远离所述中间杆体的一侧为背腔,所述第一调节空间和所述第二调节空间组成中间腔体;
所述气缸本体靠近所述安装腔内壁一侧设有回中管路,所述第一滑动块和所述第二滑动块朝向所述安装腔内壁一侧设有配合管路,且当所述配合管路与所述回中管路连通状态下,所述压缩腔、所述中间腔体以及所述背腔连通。
4.根据权利要求3所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述回中管路包括与所述中间腔体相连通且间隔设置的第一回中孔和第二回中孔;
所述配合管路包括朝向所述安装腔内壁的一端面开设的第一配合孔,以及与所述第一配合孔相连通且开设于所述第一滑动块或所述第二滑动块在远离所述中间腔体一端面开设的第二配合孔。
5.根据权利要求3所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述气缸本体在所述中间腔体内设有限位机构,所述限位机构形成套设于所述中间杆体外的限位空间,所述限位空间与所述第一调节空间和所述第二调节空间连通。
6.根据权利要求5所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述调节组件包括与所述第一调节空间相连通的第一换气组件和与所述第二调节空间相连通的第二换气组件;
所述第一换气组件包括第一进气管路和第一出气管路,所述第一进气管路一端与所述限位空间相连通,另一端与所述气缸本体外连接,所述第一出气管路一端与所述限位空间或者所述第一调节空间相连通,另一端与所述气缸本体外连接;
所述第二换气组件包括第二进气管路和第二出气管路,所述第二进气管路一端与所述限位空间相连接,另一端与所述气缸本体外连接,所述第二出气管路一端与所述限位空间或者所述第二调节空间相连通,另一端与所述气缸本体外连接。
7.根据权利要求6所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述第一进气管路包括至少一个与所述限位空间或者所述第一调节空间相连通的第一进气孔,多个所述第一进气孔间隔设置;
所述第二进气管路包括至少一个与所述限位空间或者所述第二调节空间相连通的第二进气孔,多个所述第二进气孔间隔设置。
8.根据权利要求6所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述气缸本体外还设有气泵,所述气泵的一端与所述第一进气管路或者所述第二进气管路相连通,所述气泵的另一端与所述第一出气管路或者所述第二出气管路相连通。
9.根据权利要求5所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述动力活塞内包括依次穿设所述第一滑动块、所述中间杆体以及所述第二滑动块的高压储气腔;
所述第一滑动块远离所述中间杆体的一侧设有与所述高压储气腔相连接的单向阀,所述高压储气腔与所述限位空间相连通;
所述中间杆体上设有多个分别连通所述限位空间和所述高压储气腔的导气孔,多个所述导气孔之间间隔设置。
10.根据权利要求5所述的自由活塞斯特林热机气浮活塞结构,其特征在于,所述气缸本体靠近所述压缩腔一侧的截面尺寸小于靠近所述背腔一侧的截面尺寸,所述第一滑动块沿所述安装腔轴线方向上的截面尺寸小于所述第二滑动块沿所述安装腔轴线方向上的截面尺寸;
所述限位空间的相对两侧设有第二间隙密封。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4450685A (en) * | 1982-06-02 | 1984-05-29 | Mechanical Technology Incorporated | Dynamically balanced, hydraulically driven compressor/pump apparatus for resonant free piston Stirling engines |
JP2003035203A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Sharp Corp | スターリング機関 |
JP2003139428A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Sharp Corp | スターリング機関 |
US20040025502A1 (en) * | 2000-12-13 | 2004-02-12 | Satoshi Okano | Stirling engine, and stirling refrigerator |
CN103089480A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-05-08 | 中科力函(深圳)热声技术有限公司 | 自由活塞斯特林热机 |
CN109882310A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种斯特林热机 |
CN112177793A (zh) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种自由活塞斯特林发动机及其气体轴承 |
-
2021
- 2021-05-26 CN CN202110578940.9A patent/CN114370352B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4450685A (en) * | 1982-06-02 | 1984-05-29 | Mechanical Technology Incorporated | Dynamically balanced, hydraulically driven compressor/pump apparatus for resonant free piston Stirling engines |
US20040025502A1 (en) * | 2000-12-13 | 2004-02-12 | Satoshi Okano | Stirling engine, and stirling refrigerator |
JP2003035203A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Sharp Corp | スターリング機関 |
JP2003139428A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Sharp Corp | スターリング機関 |
CN103089480A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-05-08 | 中科力函(深圳)热声技术有限公司 | 自由活塞斯特林热机 |
CN109882310A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种斯特林热机 |
CN112177793A (zh) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种自由活塞斯特林发动机及其气体轴承 |
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