CN206668426U - 一种新型转子式斯特林发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型转子式斯特林发动机，它属于斯特林发动机技术领域，包括定子、套设于定子外部的转子以及设于转子外部的外壳，定子为偏心结构；转子为环形结构，转子上对称设置有回摆块，回摆块将转子与定子间的空腔分为相互隔离的第一腔室和第二腔室，转子上对称的设有若干通孔，转子外部设有移气器，移气器通过部分通孔与第二腔室连通并形成一个密闭的第二空腔；外壳内对称的设有热源和冷源，外壳与转子间的空腔通过部分通孔与第一腔室连通并形成一个密闭的第一空腔；本实用新型通过设置多组对称通孔的方式使得本实用新型避免了出现无法转动或者启动速度较慢的情况，提高了本实用新型的启动速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及斯特林发动机技术领域，具体涉及一种新型转子式斯特林发动机。
背景技术
斯特林发动机是一种由外部供热使气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环往复式活塞发动机。相对于内燃机燃料在气缸内燃烧的特点，斯特林发动机属于外燃机。新型斯特林发动机使用氢气或氦气作为工质，在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功，循环往复，通过连杆机构向外输出动力。
本发明人在先申请的实用新型专利(申请号为2016211119485)中描述了一种可以以转子的形式向外输出动力的斯特林发动机，在该方案中，定子与转子间通过翼板、隔膜和回摆块形成四个腔室，结构较为复杂；转子上的通孔仅为一对，使得当两个通孔均处于热源和冷源之间时，该方案无法转动或者启动速度较慢；并且不同的腔室内需要使用不同的介质实现力的传输，运行条件较为苛刻。
实用新型内容
对于现有技术中所存在的问题，本实用新型提供的一种新型转子式斯特林发动机，进一步简化了结构，通过多通孔的方式避免了出现无法转动或者启动速度较慢的情况，并且本实用新型内部均使用气体工质，降低了转子与定子间的摩擦力，降低了热损失，提高了本实用新型的热能转化率。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种新型转子式斯特林发动机，包括定子、套设于所述定子外部的转子以及设于所述转子外部的外壳，所述定子为偏心结构；所述转子为环形结构，所述转子上对称设置有回摆块，所述回摆块将所述转子与所述定子间的空腔分为相互隔离的第一腔室和第二腔室，所述转子上对称的设有若干通孔，所述转子外部设有移气器，所述移气器通过部分所述通孔与所述第二腔室连通并形成一个密闭的第二空腔；所述外壳内对称的设有热源和冷源，所述外壳与所述转子间的空腔通过部分所述通孔与所述第一腔室连通并形成一个密闭的第一空腔；所述转子的两端设有端盖以密封，所述端盖与所述定子间设有轴承以转动。
作为一种优选的技术方案，所述定子包括中心轴和固定于所述中心轴上的偏心凸轮，使得定子为不对称的偏心结构。
作为一种优选的技术方案，所述转子上设有与所述回摆块形状匹配的凹槽，所述转子与所述回摆块之间设有弹性组件，从而在弹性组件的作用下使得回摆块的端部一直与定子的边缘紧密贴合，使第一腔室和第二腔室相隔离。
作为一种优选的技术方案，所述移气器为固定于所述转子外部的壳体，所述移气器覆盖所有与所述第二腔室连通的所述通孔，使得移气器、第二腔室以及两者之间的通孔构成密闭的第二空腔。
作为一种优选的技术方案，所述热源和所述冷源均为沿所述外壳均匀分布的薄壁金属管，薄壁金属管具有良好的导热和散热特性，所述热源和所述冷源处的薄壁金属管分别起到散热器和表冷器的作用。
作为一种优选的技术方案，所述外壳外壁上设有隔热层，隔热层用于防止热源和冷源的热量散发。
作为一种优选的技术方案，所述外壳底部设有机座，机座用于支撑本实用新型。
作为一种优选的技术方案，所述转子的一端的所述端盖连接有动力输出轴，动力输出轴将输出转子的动能。
作为一种优选的技术方案，所说第一空腔和所述第二空腔内均充满气体工质。
作为一种优选的技术方案，所述气体工质为氦气或氢气。
本实用新型的有益效果表现在：
1、本实用新型通过设置多组对称通孔的方式使得本实用新型避免了出现无法转动或者启动速度较慢的情况，提高了本实用新型的启动速度。
2、本实用新型只包含两个密闭的空腔且第一空腔和第二空腔内均充满工质气体，进一步简化了本实用新型的内部结构，并且使得转子与定子间的摩擦力更小，降低了热损失，提高了本实用新型的热能转化率。
附图说明
图1为本实用新型一种新型转子式斯特林发动机整体结构示意图；
图2为本实用新型一种新型转子式斯特林发动机的A-A的剖视图；
图3为本实用新型一种新型转子式斯特林发动机左端的内部结构图；
图4为本实用新型一种新型转子式斯特林发动机右端的内部结构图；
图中：1-外壳、2-动力输出轴、3-机座、4-外盖、5-外端盖、6-热源、7-通孔、8-回摆块、9-移气器、10-第二空腔、11-第二腔室、12-冷源、13-第一腔室、14-定子、15-转子、16-第一空腔、17-轴承、18-端盖。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2所示，本实用新型包括定子14、套设于定子14外部的转子15以及设于转子15外部的外壳1，定子14为偏心结构；转子15为环形结构，转子15上对称设置有回摆块8，回摆块8将转子15与定子14间的空腔分为相互隔离的第一腔室13和第二腔室11，转子15上对称的设有若干通孔7，转子15外部设有移气器9，移气器9通过部分通孔7与第二腔室11连通并形成一个密闭的第二空腔10；外壳1内对称的设有热源6和冷源12，外壳1与转子15间的空腔通过部分通孔7与第一腔室13连通并形成一个密闭的第一空腔16；定子14包括中心轴和固定于中心轴上的偏心凸轮，转子15上设有与回摆块8形状匹配的凹槽，转子15与回摆块8之间设有弹性组件(图中未示出)，移气器9为固定于转子15外部的壳体，移气器9覆盖所有与第二腔室11连通的通孔7，热源6和冷源12均为沿外壳1均匀分布的薄壁金属管，外壳1外壁上设有隔热层，外壳1底部设有机座3，转子15的一端的端盖18连接有动力输出轴2。
如图3、图4所示，转子15的两端设有端盖18以密封，端盖18与定子14间设有轴承17以转动，端盖18外部还设有外端盖5将定子14、转子15和外壳1包裹，定子14的一端设有外盖4以包裹。
本实用新型的具体工作方式如下：
如图2所示，本实用新型的转子15可以绕定子14转动，转子15外部设有的对称设置的热源6和冷源12，当移气器9与冷源12接近时，第二空腔16与热源6接近，此时，移气器9内的气体工质降温收缩，第二空腔16的气体工质受热膨胀，会对回摆块8产生向下的作用力，由于定子14为偏心结构，会使两块回摆块8的受力不平衡，从而使得转子15沿图2中所示的逆时针方向运动；当移气器9与热源6接近时，第二空腔16与冷源12接近，此时，移气器9内的气体工质受热膨胀，第二空腔16的气体工质降温收缩，同样会使得两块回摆块8的受力不平衡，使转子15逆时针转动，完成一个工作循环。由此，实现了本实用新型以转子的形式向外输出动力的功能。
其中，本实用新型设有多组对称的通孔7，当转子15转动使得第一空腔10和第二空腔16与冷源12和热源6垂直时，由于多组通孔7关于定子中心对称，从而可以使得回摆块8的受力不平衡，依然可以使得本实用新型快速启动；转子15上设有与回摆块8形状匹配的凹槽，转子15与回摆块8之间设有弹性组件(图中未示出)，从而在弹性组件的作用下使得回摆块8的端部一直与定子14的边缘紧密贴合，使第一腔室13和第二腔室11相隔离；移气器9为固定于转子15外部的硬质金属壳体，移气器9覆盖所有与第二腔室11连通的通孔7，使得移气器9、第二腔室11以及两者之间的通孔7构成密闭的第二空腔10；第一空腔16和第二空腔10内均充满气体工质，气体工质为氦气或氢气，可以有效的传递力的作用并降低转子15与定子14之间的摩擦力。
以上内容仅仅是对本实用新型的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，包括定子、套设于所述定子外部的转子以及设于所述转子外部的外壳，所述定子为偏心结构；所述转子为环形结构，所述转子上对称设置有回摆块，所述回摆块将所述转子与所述定子间的空腔分为相互隔离的第一腔室和第二腔室，所述转子上对称的设有若干通孔，所述转子外部设有移气器，所述移气器通过部分所述通孔与所述第二腔室连通并形成一个密闭的第二空腔；所述外壳内对称的设有热源和冷源，所述外壳与所述转子间的空腔通过部分所述通孔与所述第一腔室连通并形成一个密闭的第一空腔；所述转子的两端设有端盖以密封，所述端盖与所述定子间设有轴承以转动。
2.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述定子包括中心轴和固定于所述中心轴上的偏心凸轮。
3.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述转子上设有与所述回摆块形状匹配的凹槽，所述转子与所述回摆块之间设有弹性组件。
4.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述移气器为固定于所述转子外部的壳体，所述移气器覆盖所有与所述第二腔室连通的所述通孔。
5.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述热源和所述冷源均为沿所述外壳均匀分布的薄壁金属管。
6.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述外壳外壁上设有隔热层。
7.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述外壳底部设有机座。
8.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述转子的一端的所述端盖连接有动力输出轴。
9.根据权利要求1所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所说第一空腔和所述第二空腔内均充满气体工质。
10.根据权利要求9所述的一种新型转子式斯特林发动机，其特征是，所述气体工质为氦气或氢气。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108443028A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-24 | 何俭恒 | 一种旋转式斯特林发动机 |
| CN109630311A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-04-16 | 张鸣 | 内热式环形发动机 |
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2017
- 2017-04-17 CN CN201720400498.XU patent/CN206668426U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108443028B (zh) * | 2018-04-28 | 2023-11-17 | 何俭恒 | 一种旋转式斯特林发动机 |
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