CN206625914U - 一种摆盘斯特林发动机 - Google Patents
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Abstract
一种摆盘斯特林发动机，采用具有配气功能的摆盘代替配气活塞，采用隔板把气缸及摆盘隔开分成四个冷热腔体,采用两个动力活塞分别连接在两个被隔开的半边摆盘上，连接位置点使得两活塞运动相位相反，同时单个动力活塞的运动相位同与其连接的半个摆盘的中间点的相位差为90度，接近斯特林循环规律，并改变了配气活塞直接往复运动形式，降低了发动机的震动和噪音，运行更平稳，以共用配气摆盘共用传动机构的方式组合在一起，不但减少了组件，使结构更加紧凑，体积更小，而且发动机转动一圈，左右活塞各做功一次，增大了功率密度；采用活塞缸体连通并对外密封，传动采用磁传动并完全静态密封，减少了工质泄漏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种斯特林发动机，尤其是一种摆盘斯特林发动机。
背景技术
1816年英国人罗巴特斯特林（Robert Stirling）发明了斯特林发动机（Stirlingengine）。经过200多年的发展，斯特林发动机主要发展为三种类型：α型β型和γ型，其中γ型和β型斯特林发动机的原理相同，都具有一个配气活塞和一个动力活塞，两活塞通过曲柄连杆传动，斜盘或摆盘传动，菱形传动等传动方式使气缸中气体体积按照接近于斯特林循环规律而变化，从而使斯特林发动机运行。常见的β型和γ型的斯特林发动机属于单动力斯特林发动机，单个活塞做功，因此功率小；其传动机构的运行不平稳一定程度上增加了发动机的震动和噪音；以及动力活塞需要采用动密封，密封要求较高，工质容易泄漏。
实用新型内容
为了克服以上不足，本实用新型提供一种摆盘斯特林发动机，包含有气缸，飞轮，动力活塞，配气活塞，动力轴；其中气缸内设置有动力活塞和配气活塞，动力活塞同配气活塞按90度运动相位差连接，两活塞连接到动力轴，动力轴同飞轮连接，其特征是：所述配气活塞是具有配气功能的摆盘，摆盘设置在气缸内，摆盘的中心连接在L形轴中心，L形轴一端同动力轴相连接，动力轴穿过支架上的轴承连接在飞轮上，摆盘与动力轴成一定角度，气缸内设置有隔板，把气缸和摆盘分别隔成两半，隔板能够限制摆盘转动，使得动力轴旋转的时候，摆盘做章动运动，摆盘同动力活塞连接，连接方式使得摆盘同动力活塞运动相位角差保持90度,因此活塞能够按照接近斯特林循环规律运动，使得摆盘斯特林发动机运转，动力活塞为两个，通过活塞连杆分别铰接连接在被隔板隔开的摆盘的两半上，活塞连杆同摆盘的两个连接点的连线通过摆盘圆心，且各自位于其所在一半摆盘同隔板相交位置边沿；气缸侧壁截面为鼓型，气缸顶，气缸底为锥形，气缸周圈设置有回热器，气缸的两半分别同两个活塞缸相连通，两个活塞缸另一端通过导管互相接通，气缸顶部中心设置有锥形孔，锥形孔上部设置有密封罩，活塞互相连通并密封以及采用密封罩保证了斯特林发动机装有工质的腔体对外完全密封；摆盘中心包含一球体，球体中心同摆盘中心重合，球体上连接有L形轴，同球体接触的气缸顶部和底部分别设置有和球体紧密配合的球面凹槽，球面凹槽及球体之间采用降低摩擦措施，使得球体能够在球面凹槽内轻易地自由滑动同时具有气密性，球体和隔板之间也需要动态密封，保证左右两个腔体的气体尽可能小的交换，摆盘同气缸之间留有缝隙，摆盘同隔板接触部位采用降低摩擦措施，摆盘的形状及大小结合气缸内容积的形状及大小按一定比例设计，确保满足最佳扫气比；飞轮上连接有磁体装置，磁体装置包含永久磁铁和电磁铁，电磁铁的线圈设置在永久磁铁周圈，飞轮密封在密封罩内，密封罩外设置有永久磁铁，密封罩上设置有从动飞轮，从动飞轮上连接有同飞轮上磁体装置位置对应的磁铁，从动飞轮上连接有风扇叶片；当密封罩内的飞轮转动时通过内外磁铁的相互作用实现动力输出，当内部温度过高使得内部永久磁铁磁性减弱或消失时，由于连接在内部的电磁体线圈同密封罩外的磁铁相互作用产生磁场，然后再同从动飞轮上的磁铁相互作用实现动力输出，电磁铁线圈还可以反过来给连接在它上面的永久磁铁充磁。从动飞轮上的风扇可以给密封罩降温。从动飞轮可以连接发电机发电，动力活塞也可以直接同直线发电机连接实现电力输出。
本实用新型采用具有配气功能的摆盘代替配气活塞，改变了配气活塞直接往复运动形式，降低了发动机的震动和噪音，运行更平稳，采用隔板隔离气缸，使得隔板两侧分别形成独立的斯特林发动机的冷热腔，以共用配气摆盘和共用传动机构的方式组合在一起，不但减少了组件，使结构更加紧凑，体积更小，而且发动机转动一圈，左右活塞各做功一次，增大了功率密度。采用活塞缸体互相连通并对外密封，传动采用磁传动并完全静态密封，减少了工质泄漏。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例的气缸内部剖视图；
图3是本实用新型实施例的密封罩局部放大图；
图4是本实用新型实施例的磁体结构示意图。
图1~4中1.前半摆盘, 2.球体, 3.L形轴, 4.气缸, 5.动力轴, 6.支架，7.轴承,8.后连杆, 9.后活塞, 10.后活塞缸, 11.导管, 12.左挡板，13.回热器, 14.磁体装置,15.磁铁, 16.磁铁架, 17.风扇叶片，18.前连杆, 19.前活塞, 20. 密封罩, 21.磁铁,22.后半摆盘,23.永久磁铁, 24.电磁铁线圈, 25.右挡板, 26.锥形孔，27.前活塞缸，28.飞轮。
具体实施方式
在图1~4中，在气缸（4）中设置有两个挡板：左挡板（12）和右挡板（25）。两个挡板把摆盘分隔成前半摆盘（1）和后半摆盘（22）。前半摆盘（1）同前连杆（18）铰接连接，前连杆（18）的另一端同前活塞（19）铰接连接；后半摆盘（22）同后连杆（8）铰接连接，后连杆（8）的另一端同后活塞（9）铰接连接；两半摆盘中心固定连接有球体（2），L型轴（3）的一端连接在球体（2）上，L型轴（3）的轴线通过球体（2）的中心，采用轴承连接使得球体（2）可以绕着L形轴（3）转动，L形轴（3）的另一端连接在动力轴（5）上，两半摆盘（1）、（22）与动力轴（5）通过L形轴（3）形成一定角度，经过两挡板（12）、（25）的限制，使得动力轴（5）转动时，两半摆盘（1）、（22）做章动运动。前半摆盘（1）同前连杆（18）的连接点位于前半摆盘（1）同左挡板（12）的交接附近，同样后半摆盘（22）同后连杆（8）的连接点位于后半摆盘（22）同右挡板（25）的交接附近 ，且两个点的连线通过两摆盘形成的圆的圆心。这样的连接使得前活塞（19）同前半摆盘（1）的运动相位有90度的差，后活塞（9）同后半摆盘（22）的运动相位有90度的差；两组连接分别满足斯特林循环规律的活塞运动相位角。因此隔板的两侧在一个运转周期内分别各经历一次斯特林循环，这两个循环时间上对称，起到互相补充的作用。气缸（4）侧壁截面为鼓型，气缸顶，气缸底为锥形，气缸周圈设置有回热器（13），气缸的两半分别同两个活塞缸相连通，两个活塞缸另一端通过导管互相接通，气缸顶部中心设置有锥形孔，锥形孔上部设置有密封罩对于两个活塞（19）、（9）分别位于两活塞缸（27）、（10）内,前活塞缸（27），同后活塞缸（9）之间连通有一导管（11），并密封连接。使得两活塞缸的漏气缓冲在导管内，导管内可以充入一定量气体，从而使活塞两边的气压差降低，不但可以防止气体泄露，还可以降低压差，降低活塞密封难度。L形轴（3）穿过气缸（4）顶部的锥形孔（26）连接在动力轴（5）上，动力轴（5）穿过支架（6）上的轴承（7）连接在飞轮（28）上，飞轮（28）上连接有磁体装置（14）。这些穿过气缸（4）的锥形孔（26）的所有构件被密封罩（20）同气缸一起密封，降低了工质泄露。获得动力输出的途径是连接在动力活塞上的磁体装置（14）同连接在密封罩（20）外部的从动飞轮（17）上的磁铁架（16）上的磁铁（15）相互作用，来实现密封罩（20）内的动力向外输出。磁铁装置（14）包含有永久磁铁（23）及电磁铁线圈（24），永久磁铁（23）穿过电磁铁线圈（24）中心，可以作为电磁铁的铁心，电磁铁也可以给永久磁铁（23）充磁，飞轮（28）被密封在腔体内，温度升高到永久磁铁（23）的磁力消退后，由于电磁线圈（24）同设置在密封罩外的永久磁铁（21）相互作用产生磁场可以继续同从动飞轮（17）上的磁铁（15）相互作用，保持动力输出。从动飞轮（17）上连接有风扇叶片，可以给密封罩（20）及气缸（4）的顶部降温。本实施例主要以γ型斯特林发动机的形式进行举例说明，β型斯特林发动机和γ型斯特林发动机原理相同，也包含在本实用新型的保护范围内；其中动力活塞也可以采用摆盘式动力活塞代替，也属于本实用新型范畴。
Claims (6)
1.一种摆盘斯特林发动机，包含有气缸，飞轮，动力活塞，配气活塞，动力轴；其中气缸内设置有动力活塞和配气活塞，传动方式使得动力活塞同配气活塞按斯特林循环规律运动，两活塞连接到动力轴，动力轴同飞轮连接，其特征是：所述配气活塞是具有配气功能的摆盘，摆盘设置在气缸内，摆盘的中心连接在L形轴中心，L形轴一端同动力轴相连接，动力轴穿过支架上的轴承连接在飞轮上，摆盘与动力轴成一定角度，气缸内设置有隔板，把气缸和摆盘分别隔成两半，隔板能够限制摆盘转动，使得动力轴旋转的时候，摆盘做章动运动，摆盘同动力活塞连接，连接方式具有相位差使得摆盘同动力活塞按斯特林循环规律运动。
2.根据权利要求1所述的一种摆盘斯特林发动机，所述动力活塞为两个，通过活塞连杆分别铰接连接在被隔板隔开的摆盘的两半上，两活塞连杆同摆盘的两个连接点的连线通过摆盘圆心，且各自位于其所在一半摆盘同隔板相交位置边沿。
3.根据权利要求1所述的一种摆盘斯特林发动机，其特征是气缸侧壁截面为鼓型，气缸顶，气缸底为锥形，气缸周圈设置有回热器，气缸的两半分别同两个活塞缸相连通，两个活塞缸另一端通过导管互相接通，气缸顶部中心设置有锥形孔，锥形孔上部设置有密封罩。
4.根据权利要求1所述的一种摆盘斯特林发动机，其特征是所述摆盘中心包含一球体，球体中心同摆盘中心重合，球体上连接有L形轴，同球体接触的气缸顶部和底部分别设置有和球体紧密配合的球面凹槽，球面凹槽及球体之间采用降低摩擦措施，使得球体能够在球面凹槽内轻易地自由滑动同时具有气密性；摆盘同气缸之间留有缝隙，摆盘同隔板接触部位采用降低摩擦措施。
5.根据权利要求1所述的一种摆盘斯特林发动机，其特征是所述飞轮上连接有磁体装置，磁体装置包含永久磁铁和电磁铁，电磁铁的线圈设置在永久磁铁周圈，飞轮密封在密封罩内，密封罩外设置有永久磁铁。
6.根据权利要求1所述的一种摆盘斯特林发动机，其特征是密封罩上设置有从动飞轮，从动飞轮上连接有同飞轮上磁体装置位置对应的磁铁，从动飞轮上连接有风扇叶片。
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| CN107013362A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-08-04 | 上海图洛节能科技有限公司 | 一种摆盘斯特林发动机 |
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2017
- 2017-03-16 CN CN201720254277.6U patent/CN206625914U/zh active Active
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| CN107013362B (zh) * | 2017-03-16 | 2019-11-08 | 上海图洛节能科技有限公司 | 一种摆盘斯特林发动机 |
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