CN212337484U - 无刷马达的斯特林引擎发电装置 - Google Patents

Abstract

一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，包括一驱动主体、一发电机构、以及一散热单元，驱动主体包含一缸座、以及设于缸座上的一加热缸与一冷却缸，且加热缸具有一第一活塞，而冷却缸则具有一第二活塞，发电机构包含一连结第一活塞而延伸的第一曲柄、一连结第二活塞而延伸的第二曲柄、以及一无刷马达，无刷马达由一定子与一转子构成，转子连结于第一曲柄与第二曲柄之间，散热单元则设于冷却缸处，且无刷马达的转子外设有复数飞轮片，且各飞轮片彼此叠置而形成配重。

Description

无刷马达的斯特林引擎发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种将热能转换成动能的热机(heat enginne)，特别涉及一种利用斯特林引擎提供无刷马达进行发电的无刷马达的斯特林引擎发电装置。

背景技术

斯特林引擎(Stirling engine)为一种外燃往复运动式引擎。它主要包含二气缸，并对其中一气缸加热、而另一气缸则提供却却；加热气缸由外部热源供热，冷却气缸则由外部冷却降温，且前述二气缸内部相连通，以借由其内部进行活塞运动，从而可将其内部的气体在二气缸内流动，借以交互作用而达到对外作功的目的。

然而，应用于发电上，为了使上述二气缸皆能顺利进行完整一圈的转动以使马达运转，故通常会增设一配重来提供转动上所需的惯性。而习知的配重通常是以一一体式的飞轮构成而使生产较为不易，且其惯性矩固定，故欲调整动平衡时也相对较为困难。

此外，传统采用斯特林引擎的发电机，通常在作动上无法整合以致其产生的效能也较受到限制。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，其在配重上采用可任意调整片数与选用适当外径大小的飞轮片，以借由片状的设计达到生产容易、组装便利、易于调整动平衡。

为了达成上述目的，本实用新型提供一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，包括一驱动主体、一发电机构、以及一散热单元，驱动主体包含一缸座、以及设于缸座上的一加热缸与一冷却缸，且加热缸具有一第一活塞，而冷却缸则具有一第二活塞，发电机构包含一连结第一活塞而延伸的第一曲柄、一连结第二活塞而延伸的第二曲柄、以及一无刷马达，无刷马达由一定子与一转子构成，转子连结于第一曲柄与第二曲柄之间，散热单元则设于冷却缸处；其中，无刷马达的转子外设有复数飞轮片，且各飞轮片彼此叠置而形成配重。

优选的，其中所述加热缸内具有一加热腔室，且所述第一活塞于所述加热腔室内作活塞运动，而所述冷却缸内则具有一冷却腔室，且所述第二活塞于所述冷却腔室内作活塞运动，所述缸座内设有一连通所述加热缸腔室与所述冷却腔室的移气通道。

优选的，其中所述加热腔室具有一加热部，且所述第一活塞与所述第二活塞朝向所述缸座同一侧处，而所述加热部则为反向设置。

优选的，其中所述缸座上设有供所述加热缸设置的一第一位置、以及供所述冷却缸设置的一第二位置，且所述移气通道连通于所述第一位置与所述第二位置。

优选的，其中所述定子以一支架连结至所述缸座上。

优选的，其中所述散热单元以至少一热管跨贴于所述缸座上，并延伸至所述冷却缸外以穿设复数鳍片所构成。

优选的，其中所述散热单元以二热管分别跨贴于所述缸座上、下处，并使二所述热管共通穿设于复数鳍片上所构成。

优选的，其更包括一与所述无刷马达作电性连接的续电单元。

为了达成上述的目的，本创作提供一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，包括二驱动主体、二发电机构、以及一散热单元，二驱动主体彼此并列且对称配置，各驱动主体皆包含一缸座、以及设于缸座上的一加热缸与一冷却缸，且加热缸具有一第一活塞，而冷却缸则具有一第二活塞，二发电机构分别对应二驱动主体，并皆包含一连结第一活塞而延伸的第一曲柄、一连结第二活塞而延伸的第二曲柄、以及一无刷马达，无刷马达由一定子与一转子构成，其中转子连结于第一曲柄与第二曲柄之间，散热单元则包含至少一热管跨贴于二驱动主体的缸座上，且热管二端分别朝向二驱动主体的冷却缸外延伸，并穿设复数鳍片；其中，无刷马达的转子外皆设有复数飞轮片，且各飞轮片彼此叠置而形成配重。

优选的，其中所述热管的数量为二，且二所述热管分别跨贴于二所述驱动主体的缸座上、下处。

本实用新型提供的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其在配重上采用可任意调整片数与选用适当外径大小的飞轮片，以借由片状的设计达到生产容易、组装便利、易于调整动平衡的。在此基础上，本实用新型的提供的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其透过上述片状飞轮片所构成的配重，再搭配无刷马达，即可使配重在运转上的惯性矩能抵消无刷马达的发电磁力切割阻抗、以及旋转动力的蓄能，如此即可减少因磁力阻抗而造成的活塞抖动，进而降低引擎在整体上的震动，且在电力输出上也能更加均匀而无产生较大的波动；其透过热管传递高温，可加大气缸内的温差而使引擎扭力及转速提升；其可简化斯特林引擎的配置，从而便于带动无刷马达运作，且更能透过复数并列的方式予以整合，以提高其发电效能。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型优选实施例的具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型优选实施例的立体外观示意图；

图2为本实用新型优选实施例以俯视视角的剖面示意图；

图3为本实用新型优选实施例加热缸以第一曲柄带动无刷马达的剖面示意图；

图4为本实用新型优选实施例冷却缸以第二曲柄带动无刷马达的剖面示意图；

图5为本实用新型优选实施例散热单元以二热管贴接缸座的剖面示意图；

图6为本实用新型优选实施例增设续电单元的立体外观示意图。

附图标记：

:驱动主体

10:缸座

100:第一位置

101:第二位置

102:移气通道

11:加热缸

110:加热腔室

111:第一活塞

112:加热部

12:冷却缸

120:冷却腔室

121:第二活塞

2:发电机构

20:第一曲柄

21:第二曲柄

22:无刷马达

220:定子

221:转子

23:飞轮片

24:支架

3:散热单元

30:热管

31:鳍片

4:续电单元

40:电路板

41:电子元件

42:输出端

具体实施方式

为了能更进一步揭露本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

请参阅图1及图2，分别为本实用新型的立体外观示意图、以及以俯视视角的剖面示意图。本实用新型提供一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，其可两两并列且对称配置(即如本实用新型所举的实施例)，并各包括一驱动主体1、一发电机构2、以及一散热单元3；其中：

该驱动主体1包含一缸座10、以及设于该缸座10上的一加热缸11与一冷却缸12，且该加热缸11具有一加热腔室110、一于该加热腔室110内作活塞运动的第一活塞111、以及一位于加热腔室110末的加热部112，而该冷却缸12亦具有一冷却腔室120、以及一于该冷却腔室120内作活塞运动的第二活塞121。同时，该缸座10上设有分别供加热缸11与冷却缸12设置的一第一位置100与一第二位置101，于第一位置100与第二位置101之间设有一连通彼此的移气通道102，该移气通道102亦连通加热腔室110与冷却腔室120。此外，上述第一活塞111与第二活塞121朝向缸座10同一侧处，而加热部112则为反向设置。

该发电机构2包含一连结上述第一活塞111而延伸的第一曲柄20、一连结上述第二活塞121而延伸的第二曲柄21、以及一连结于第一曲柄20与第二曲柄21间的无刷马达22，该无刷马达22由一定子220与一转子221构成，其中的转子221由第一、二曲柄20、21分别受第一、二活塞111、121推动而对定子220产生旋转，进而以磁生电的方式达到发电的目的。更详细地，该转子221外可增设复数飞轮片23，各飞轮片23彼此叠置而形成配重；另，该定子220则可以一支架24连结至该缸座1上，以支撑定子220设置。

该散热单元3主要设于上述冷却缸12处。而在本创作所举的实施例中，该散热单元3可由至少一热管30跨贴于缸座1上，再于热管30延伸至冷却缸12处穿设复数鳍片31所构成；更进一步地，也可由二热管30分别跨贴于缸座1上、下处，再使该二热管30共通穿设于上述各鳍片31上，如此可迅速将高温气体降温，以加大加热缸11与冷却缸12的温差，使引擎扭力及转速提升。且透过热管30延伸至冷却缸12的外侧，使所穿设的鳍片31能贴近冷却缸12外，且不影响上述发电机构2的设置。

是以，借由上述的构造组成，即可得到本实用新型无刷马达的斯特林引擎发电装置。

据此，请一并配合参阅图3及图4所示，本实用新型在运作时，主要由上述驱动主体1的加热缸11与冷却缸12交互作动而运行。即当加热缸11的加热部112受热后，加热腔室110内的作动流体(如气体)因受热膨胀，会推动第一活塞111连动第一曲柄20向前推出，以带动转子221相对定子220作旋转；此时，受热膨胀的作动流体可通过移气通道102而进入冷却腔室120，以接续推动第二活塞121连动第二曲柄21向前推出，继续带动转子221相对定子220作旋转。而在受热膨胀的作动流体进入冷却腔室120内后，由于相对温度较低而使其降温而收缩，即可使第二活塞121连动第二曲柄21向后退回，以持续带动转子221相对定子220作旋转；同时收缩的作动流体回到加热腔室110，且再经由加热部112受热后而膨胀，以往复环循上述作动，进而能持续带动转子221相对定子220作旋转，以达发电的目的。

承上所述，本实用新型主要即使于上述无刷马达22的转子221外设置复数片状的飞轮片23而作为配重，如此在配重上即可任意调整飞轮片221的片数、且能选用适当外径大小的飞轮片221。由于片状的飞轮片221具有容易生产的特性，且组装上也能透过凹凸配合的方式叠置后组装成型，因此更能便于运转上的动平衡的调整。更进一步地，透过上述片状飞轮片221与无刷马达22的搭配，即可使配重在运转上的惯性矩能抵消无刷马达的发电磁力切割阻抗、以及旋转动力的蓄能，如此即可减少因磁力阻抗而造成的活塞抖动，进而降低引擎在整体上的震动，且在电力输出上也能更加均匀而无产生较大的波动。

再请参阅图2所示，本实用新型可由两两并列且对称配置，即二驱动主体1的缸座10相邻并列后，再以热管30跨贴于二缸座1上，并使热管30二端分别延伸至该二驱动主体1各自的冷却缸112外侧，以各自穿设复数所述鳍片31；藉此可便于复数型态的组合下供用该散热单元3。而如图5所示，若所述热管30的数量为二的情况，即使二热管30分别跨贴于缸座1上、下处，并经过冷却缸12末端以绕至冷却缸12外侧，从而提供较佳的冷却效果。

再者，如图6所示，本实用新型还可进一步增设一续电单元4，该续电单元4包含一电路板40、复数设于该电路板40上的电子元件41、以及一作为电力输出的输出端42，俾透过该续电单元4与上述无刷马达22的定子220作电性连接，使得其与转子221所生的电力能予以续电或向外部设备供电者。

以上所述仅为本创作的优选的可行实施例，非因此限制本创作的专利范围，故举凡运用本创作说明书及图式内容所为的等效结构变化，均同理皆包含于本实用新型权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，包括：

一驱动主体，包含一缸座、以及设于所述缸座上的一加热缸与一冷却缸，且所述加热缸具有一第一活塞，而所述冷却缸则具有一第二活塞；

一发电机构，包含一连结所述第一活塞而延伸的第一曲柄、一连结所述第二活塞而延伸的第二曲柄、以及一无刷马达，所述无刷马达由一定子与一转子构成，其中所述转子连结于所述第一曲柄与所述第二曲柄之间；以及

一散热单元，设于所述冷却缸外；

其中，所述无刷马达的转子外设有复数飞轮片，且各所述飞轮片彼此叠置而形成配重。

2.如权利要求1所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述加热缸内具有一加热腔室，且所述第一活塞于所述加热腔室内作活塞运动，而所述冷却缸内则具有一冷却腔室，且所述第二活塞于所述冷却腔室内作活塞运动，所述缸座内设有一连通所述加热缸腔室与所述冷却腔室的移气通道。

3.如权利要求2所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述加热腔室具有一加热部，且所述第一活塞与所述第二活塞朝向所述缸座同一侧处，而所述加热部则为反向设置。

4.如权利要求3所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述缸座上设有供所述加热缸设置的一第一位置、以及供所述冷却缸设置的一第二位置，且所述移气通道连通于所述第一位置与所述第二位置。

5.如权利要求1所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述定子以一支架连结至所述缸座上。

6.如权利要求1所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述散热单元以至少一热管跨贴于所述缸座上，并延伸至所述冷却缸外以穿设复数鳍片所构成。

7.如权利要求1所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述散热单元以二热管分别跨贴于所述缸座上、下处，并使二所述热管共通穿设于复数鳍片上所构成。

8.如权利要求1所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其更包括一与所述无刷马达作电性连接的续电单元。

9.一种无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，包括：

二驱动主体，彼此并列且对称配置，各所述驱动主体皆包含一缸座、以及设于所述缸座上的一加热缸与一冷却缸，且所述加热缸具有一第一活塞，而所述冷却缸则具有一第二活塞；

二发电机构，分别对应二所述驱动主体，并皆包含一连结所述第一活塞而延伸的第一曲柄、一连结所述第二活塞而延伸的第二曲柄、以及一无刷马达，所述无刷马达由一定子与一转子构成，其中所述转子连结于所述第一曲柄与所述第二曲柄之间；以及

一散热单元，包含至少一热管跨贴于二所述驱动主体的缸座上，且所述热管二端分别朝向二所述驱动主体的冷却缸外延伸，并穿设复数鳍片；

其中，二所述无刷马达的转子外设有复数飞轮片，且各所述飞轮片彼此叠置而形成配重。

10.如权利要求9所述的无刷马达的斯特林引擎发电装置，其特征在于，其中所述热管的数量为二，且二所述热管分别跨贴于二所述驱动主体的缸座上、下处。

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