TW411388B - A machine, an intake manifold for combining air and a fuel, and a method for combusting in air a fuel having an auto-ignition temperature and a flame speed - Google Patents

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專利申請案第87111644號 A-JIOC Patent Appln. No.87111^44 中文說明奇修正頁件(了） Amended papes of Chinese SpecificjitimL-.Elie 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 25 、 (民國89年2月曰送呈) ) (Submitted on February , 2000) 技術領域 本發明關於一史特靈（Stirling )循環熱機或冷凍機 之改良’且特別關於一史特靈循環熱機或冷凍機之機械 及熱構件之改良，以增加發動機之運作效能及使用壽 命’且縮小其尺寸、簡化其複雜性並降低成本。 發明背景 包含發動機及冷凍機之史特靈循環機具有一長遠之 技術傳統’在渥克（Walker )所著、牛津大學出版社 (Oxford University Press ) — 九八 〇 年出版之、Stirling Engine —書中對此有詳細之說明，該書在此併入以為 參考。構成史特靈循環發動機之原則在於機械化體現史 特靈熱力循環：一氣體於一汽缸内等容積加熱、氣體等 溫膨脹（在此期間驅動一活塞作功）、等容積冷卻、以及 等溫壓縮。史特靈循環冷凍機亦為類似理想史特靈熱力 循環之一熱力循環機械化體現。於一理想史特靈熱力循 環中’工作流體經過等容積加熱、等溫膨脹、等容積冷 卻及等_^壓縮之連續循環。循環之實施體現、其中各階 段既非等容積亦非等溫、係在本發明之範圍内，且可適 用於以理想狀態作為說明、不對本發明所申請專利範圍 内容有所限制之本說明書。 本發明之多重觀點適用於史特靈循環發動機及史特 靈循環冷凍機，此二者於本說明書及任一附屬申請專利 範圍中統稱為史特靈循環機。史特靈循環機之其他觀點 與改良於一標題為、史特靈循環機的改良"、一九九八 請先關讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝I.

-17—ft . I 本紙張適用巾國國家標準（CNS 規格（2|0X297公幻

專利申請案第87111644號 A-JIOC Patent Appln. No.87111^44 中文說明奇修正頁件(了） Amended papes of Chinese SpecificjitimL-.Elie 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 25 、 (民國89年2月曰送呈) ) (Submitted on February , 2000) 技術領域 本發明關於一史特靈（Stirling )循環熱機或冷凍機 之改良’且特別關於一史特靈循環熱機或冷凍機之機械 及熱構件之改良，以增加發動機之運作效能及使用壽 命’且縮小其尺寸、簡化其複雜性並降低成本。 發明背景 包含發動機及冷凍機之史特靈循環機具有一長遠之 技術傳統’在渥克（Walker )所著、牛津大學出版社 (Oxford University Press ) — 九八 〇 年出版之、Stirling Engine —書中對此有詳細之說明，該書在此併入以為 參考。構成史特靈循環發動機之原則在於機械化體現史 特靈熱力循環：一氣體於一汽缸内等容積加熱、氣體等 溫膨脹（在此期間驅動一活塞作功）、等容積冷卻、以及 等溫壓縮。史特靈循環冷凍機亦為類似理想史特靈熱力 循環之一熱力循環機械化體現。於一理想史特靈熱力循 環中’工作流體經過等容積加熱、等溫膨脹、等容積冷 卻及等_^壓縮之連續循環。循環之實施體現、其中各階 段既非等容積亦非等溫、係在本發明之範圍内，且可適 用於以理想狀態作為說明、不對本發明所申請專利範圍 内容有所限制之本說明書。 本發明之多重觀點適用於史特靈循環發動機及史特 靈循環冷凍機，此二者於本說明書及任一附屬申請專利 範圍中統稱為史特靈循環機。史特靈循環機之其他觀點 與改良於一標題為、史特靈循環機的改良"、一九九八 請先關讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝I.

-17—ft . I 本紙張適用巾國國家標準（CNS 規格（2|0X297公幻 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 行,7句^ 38 8 '/ . . A7 . ------__ B7 . 五、發明説明（3 ) ~ —— 中，如下文將提及會提供一冷卻器6 8 (如圖2所示）。 發動機1 0壓縮後之狀態繪於圖1 b内。在發動機循環 之第—相期間’膨脹活塞1 4與壓縮活塞1 2同步運動 以維持流體之怪容積。由於流體傳送至膨脹空間2 2， 5其通過蓄熱6且自蓄熱器26獲得熱能而使流體之 壓力上升。在傳遞相之結尾，流體係處於一較高壓力且 容納於膨脹空間2 2内、如圖丄c所繪。 在發動機循環之第三（膨脹）相期間，膨脹空間2 2之容積在熱量自外部發動機10抽入時增加，從而將 1〇熱能轉變為功。在實務中，熱能藉由-加熱器64 (如 圖2所示)▲供予膨脹空間2 2内之流體，該加熱器將於 下文中有較詳盡之說明。在膨脹相之結尾，熱流體如圖 Id所示充滿整個膨脹空間22。在發動機循環之第四 相期間，涑體自膨脹空間2 2傳送至壓縮空間2 4，在 15流體通過蓄熱器26時並對其加熱。在第土傳遞相之結 尾’流體如冑1 a所示位於壓縮空間2 4^~，且 以 重複一壓縮相。史特靈循環以一 p—v 圖於圖le中表示，且以-τ —s (溫度—熵）圖令= 1 f中表示。史特靈循環係為—封閉循環，其工作流體 20 在循環過程期間通常不可替換。 一史特靈循環冷凍機之運作原理亦可參照圖i a至 1 e加以說明’其中相同數字係用以標示相同或相似構 件。前述發動機與作為一冷凍機之史特靈機間之差異， 在於壓縮容積^1通常與周H度有熱交流，且膨服容 '5積ϋ與一外在冷卻負载連結（圖中未示h冷凍機運 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297^57 〈访先間讀背lfi之注意亨項再填寫本頁)

411388 Λ7 Β7 經濟部中央標率局員工消費合作社印裝 五、發明説明u) 年七月十四曰申請之審查中美國專利申請案内有所論 述，且在此併入以為參考β 一史特靈循環發動機之運作原理在此參照圖1 a至 1 f加以說明，其t相同數字係用以標示相同或相似構 5 件〇許多史特靈循環發動機之機械設計已為習於此技藝 者所熟知，圈示以數字1 〇標示之特殊史特重發動機在 此僅作說明之用於圓1 a至1 d中，一活塞12,(在' 此或稱為一、壓縮活塞，）以及一第二活塞1 4 (亦稱 為一"膨脹活塞"）於汽缸1 6内同步進行往復運動。 10 壓縮活塞12與膨脹活塞14亦可在分離而不連接之汽 缸内移動。活塞封1 8防止裝在汽缸1 6内活塞1 2和 活塞1 4間之一工作流體自任一活塞1 2周邊逸出。工 作流體如下文中將提及係因其熱力學特質來挑選，其通 常為處於數大氣壓下之氦氣。由膨脹活塞1 4所控制之 15 流體容積係稱為膨脹空間2 2。由壓縮活塞1 2所控制 之流體容積係稱為壓縮空間24 »為使流體不論在圖示 型態或其他型態中之史特靈發動機1〇令均能於膨脹空 間2 2舆壓縮空間2 4間流通，流體會通過蓄熱器2 6 β蓄熱器2 6係為一具有大表面積對容積比率之材料 20 矩陣，其在熱流體自膨脹空間2 2流入時自工作流體吸 收熱量、再於流體自壓縮空間2 4流回膨脹空間2 2時 加熱該流赌。 在發動機循環之第一相、圈1 a所繪起始狀態期 間’活塞1 2壓縮壓縮空間2 4内之流體。該壓縮於一 25 银溫下發生，因為熱能自流艘抽離至週遭環境。在實務 I I 1—I ί— -I I I- -1 m - I I ] '11 . _ (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙乐尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 c' V:4§^88 A7 ~— __B?________ — 五、發明説明（？） 脹活塞3 2受限於個別容積3 8和4 0内進行線性往復 運動。一汽缸襯套4 2可為個別汽缸表面之襯墊。鄰近 加熱器6 4和冷卻器6 8之汽缸内部容積在此將分別歸 類為發動機2 8之熱區段與冷區段。壓縮活塞3 〇和膨 5 脹活塞3 2個別之線性往復運動相對相位（其、相角"） 係由裝設於曲柄軸箱4 6内、分別與活塞連結之傳動機 構4 4控制。將於下文中進行較詳細說明之傳動機構4 4係為習於此技藝發動機設計中多種機構之一例，可用 以控制活塞之相對時間差並轉換線性與旋轉運動。壓縮 10 活塞3 Q與膨脹活塞3 2分別經由一第一連結桿4 8和 一第二連結桿5 0與傳動機構4 4連接。壓縮汽缸3 4 之容積3 8經由導管4 5與冷卻器6 8連接以循環性冷 卻工作流體。更明確地說’導管4 5將壓縮容積3 8與 環性熱交換器連接’該熱交換器包括冷卻器6 8、蓄熱 15器66、以及加熱器64。導管45與環形充氣室47 將於下文中參照圖9加以說明。 依據本發明之一較佳實施例，桿4 8和5 〇之製造 得對彎曲具有撓性，以適應傳動系之欠對準（例如因發 動機結構之加壓與加熱而形成者），同時提供充分之伸張 20及收縮剛性以承载必要之壓縮負載而不至屈曲。桿4 8 和5 0較佳以一高強度金屬製成，舉例來說如$ — 7工 具鋼’且雖然桿之任一橫截面係在本發明範圍内、其橫 戴面以橢球面為有利。 、/' 今參照圖3說明傳動機構4 4之運作。依據本發明 25之一較佳實施例，提供一新型連桿組（其可歸類為一、、匕 12 本紙張认適财 CNS) Α·^~^ΐ()χ297公缓） _ ΓΜ ί —----1 ----I .-^^-- .ί - —i i [ In 1^1 _ In _I_____ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 行,7句^ 38 8 '/ . . A7 . ------__ B7 . 五、發明説明（3 ) ~ —— 中，如下文將提及會提供一冷卻器6 8 (如圖2所示）。 發動機1 0壓縮後之狀態繪於圖1 b内。在發動機循環 之第—相期間’膨脹活塞1 4與壓縮活塞1 2同步運動 以維持流體之怪容積。由於流體傳送至膨脹空間2 2， 5其通過蓄熱6且自蓄熱器26獲得熱能而使流體之 壓力上升。在傳遞相之結尾，流體係處於一較高壓力且 容納於膨脹空間2 2内、如圖丄c所繪。 在發動機循環之第三（膨脹）相期間，膨脹空間2 2之容積在熱量自外部發動機10抽入時增加，從而將 1〇熱能轉變為功。在實務中，熱能藉由-加熱器64 (如 圖2所示)▲供予膨脹空間2 2内之流體，該加熱器將於 下文中有較詳盡之說明。在膨脹相之結尾，熱流體如圖 Id所示充滿整個膨脹空間22。在發動機循環之第四 相期間，涑體自膨脹空間2 2傳送至壓縮空間2 4，在 15流體通過蓄熱器26時並對其加熱。在第土傳遞相之結 尾’流體如冑1 a所示位於壓縮空間2 4^~，且 以 重複一壓縮相。史特靈循環以一 p—v 圖於圖le中表示，且以-τ —s (溫度—熵）圖令= 1 f中表示。史特靈循環係為—封閉循環，其工作流體 20 在循環過程期間通常不可替換。 一史特靈循環冷凍機之運作原理亦可參照圖i a至 1 e加以說明’其中相同數字係用以標示相同或相似構 件。前述發動機與作為一冷凍機之史特靈機間之差異， 在於壓縮容積^1通常與周H度有熱交流，且膨服容 '5積ϋ與一外在冷卻負载連結（圖中未示h冷凍機運 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297^57 〈访先間讀背lfi之注意亨項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（1>) =機之有效運作。再來該主要曲柄軸9 q可對—機械負 賦予力矩。一機械負載之一例為發電機馬達1 〇 〇， 其相對於發電機定子i Q 2帶動旋轉以產生電能。偏心 飛輪1 〇 4與線形平衡重物1 〇 6連結偏心曲柄軸8 5 6，且從而自主要轴承組8 8向外懸臂。偏心飛輪工〇 1係用以使淨角動量（包含向前旋轉組件和向後旋轉組 件之旋轉動量）成為零。從而能有效免除因發動機速率 變異所造成之發動機振動。在本發明之範圍内，偏心飛 輪1 0 4在圖7 a所繪裝設方式外尚有其他方式。舉例 10 來說，參照圖7 h，α为丨&主- 口J面表不之圖2史特靈發動機之 另-實施例’其中偏心飛輪丄〇 4裝設於偏心曲柄軸8 6 '活塞軸承82和84所在另-端之末端1Q5。今 再次參照圖7 a，偏心曲柄轴8 6相對於主要曲柄軸9 〇係以軸承1 0 8和i丄〇支承。一主要平衡重物丄工 15 2和扭力平衡重物χ丄4係用以達到主要曲柄軸9 〇相 對於整個偏心曲柄軸總成（包含活塞在内）之動態平 衡。 •主要曲柄軸9〇上之負載最好在發動機一循環之全 過程中不變更其方向。如此藉由前進和後退慣性之平 20衡’有效防止周轉齒輪組98上之逆轉力矩，、從而防止 伴隨齒輪反撞而來之噪音及磨損。若主要曲柄軸9〇上 之負載為定數，周轉齒輪組9 8之力矩對一給定淨動力 輸出係為單向且最小化。若應用負載為一發電機，恆力 矩運作亦導致最高發電效益。此外，依據本發明之—實 25施例，發電機上之電流負載可由例如為一處理器之負載 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) 規格（2!〇><297公釐） (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} !、1T------ 經濟部智慧財產局WK工消費合作社印製 經濟部中央揉準局—工消費合作社印製 411368 a? B7 1五、發明説明（β) 作要求淨功輸入。 由於發展中數個令人卻步之工程上挑戰，史特靈循 環發動機在實務應用上並未受到廣泛運用，且史特靈冷 凍機一直限制在低溫專業領域内》其間關係到一些實務 5 上的考量，如效能、振動、使用壽命、以及成本等問題 本發明在此提出以上考量點》 如本說明書及所屬任一申請專利範圍中，該辭，a諧' 和傳動〃係指一種傳動排列方式，其利用一齒輪組以交 互轉換轉動與正弦線性運動。一諧和曲柄傳動應用於一 10 柴油發動機（如Moeller所著、一九九七年由Society of Automotive Engineers,Inc.出版之 'Prime Movers for Series Hybrid Vehicles次一書中所述），且應用於一單 一活塞史特靈發動機，如Bartolini與Caresana合著、 一九九五年由AS ME出版之' A New Small Stirling 15 Engine Prototype for Auxiliary Employements [sic] AboartT —書中所述，此二出版品在此併入以為參考。 然而Bartolini與Caresana之單活塞實施例受困於一動 態不安定狀態，其可導致低效能運作與磨損。 20 發明概述 依據本發明_觀點之一實施例，在此提出一機器例 如史特靈循環發動機。該機器具有兩活塞，每一活塞具 有一連結桿、分別沿個別汽缸内之桿軸向經歷線性往復 運動且沿其個別之桿轴向對基準點有一位移，該基準點 25 相對於個別汽缸為固定。第二桿轴向位在平行於第一桿 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國圉家標準（CNS ) A4規格（IIOXW?公釐） ο 【Λ篇388 Α7 Β7 五、發明説明（ΜΗ) 圖示之主要代表符號對照說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇 史特靈發動機 12壓縮活塞 14 膨脹活塞 16 汽缸 18 活塞封 22 膨脹空間 24 壓縮空間 26蓄熱器 28史特靈發動機 3 0 壓縮活塞 32 膨脹活塞 34壓縮汽缸 3 6 膨脹汽缸 38 容積 40 容積 42 汽缸壁（襯套） 44傳動機構 45 導管 46 曲柄軸箱 47環形聯管箱 48 第一連結桿 50 第二連結桿 64 加熱器 64 加熱器頭 66蓄熱器 21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —I. in— - I— - ί - - —1 Μ^- - - g - I ..: ΐί. ^^1 、-° - - c諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標率局貝工消费合作社印掣 411388 % 五、發明説明（5 ) 轴向之一第一平面及對第—桿轴向形成一角之一第二平 面。此外，該機器具有一諧和傳動連桿组，其特徵在具 有一淨角動量。該諧和傳動連桿组以一原則與第一和第 二連結桿連接，使第一活塞沿第一桿轴向之位移為一曲 5 柄角之正弦函數、第二活塞沿第二桿轴向之位移為該曲 柄角之正弦函數，第二活塞之位移相對於第一活塞沿第 一轴桿之位移同相移動，該相移大致等於第二平面，與第 一桿轴向間之夾角。最後，該機器具有一容納於第一和 第二汽缸内之一工作流體，該工作流體經歷連續加熱、 10 膨脹、冷卻與壓縮之封閉循環。 依據本發明之另一實施例，該連桿组得具有一主要 曲柄轴，位在主要曲柄轴内部之一偏心曲柄私、該偏心 曲柄轴與第一連結桿和第二遂結桿連接，以及以一原則 連結偏心曲柄轴與主要曲柄轴之一周轉齒輪組、使偏心 15 曲柄軸與主要曲柄轴轉動方向相反《此外，一偏心曲柄 抽得在鄰接懸臂無支樓端舆第一連結桿和第二連結样連 接’且一周轉齒輪组得裝設在懸臂無支揮端之末梢，該 周轉齿輪组以一原則連接偏心曲柄轴至主要曲柄轴、使 偏心曲柄轴之特徵在具有一向前角動量且該主要曲柄轴 20 之特徵在具有一向後角動量。該連桿組亦可具有一飛輪 與偏心抽連接’使諧和傳動連样組之淨角動董大致為 零。 依據本發明之另一實施例，該機器亦可有一發電 機、其與主要曲柄軸連接以將機械能轉換為電能，且有 25 一處理器以一原則控制發電機之電流負載、以對主要曲 本紙張尺度適用中國闺家樣準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） I..... * 扣衣 I n I I 訂— I I i —, t L· * - {請先^-讀背面之注意事項再填寫本頁) 年- A7 B7 五、發明説明（D) 68 冷卻器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 70 周轉齒輪組 72内齒輪 74 小齒輪 76 周邊 78 主要平衡重物 80扭力平衡重物 82 壓縮活塞軸承 84 膨脹活塞軸承 86 偏心曲柄軸 8 8 主要軸承組 90 主要曲柄軸 92 外罩 94 小齒輪 96 内齒輪 98 周轉齒輪組 100發電機馬達 102發電機定子 103負載調整器 104偏心飛輪 1 05末端 106線形平衡重物 1 08軸承 110軸承 112平衡重物 114扭力平衡重物 150燃燒器 21- 2 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2!OX297公釐）

(請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁J 411388 A7 _____R1 五、發明説明（么） 柄抽提供一大致定數之力矩。第*~~和第二連結桿可對ι一 橫斷個別桿轴向方向之弩曲具有撓性。 依據本發明之另一實施例’該機器亦可具有一熱交 換器、穿過一歧管將熱能自一第一流想傳遞至一第二流 5 體，該熱交換器包括複數個自歧管穿入第一及/或第二 流艘之销。 依據本發明之一進一步觀點之一實施例，在此提出· 一進氣歧管’其混合空氣舆具有一自燃溫度之燃料以形 成一空氣一燃料混合物以在一具有一燃燒軸之室内燃 10 燒’從而加熱該機器之一加熱器頭。進氣歧管得具有一 導管，其有對燃燒轴之轴對稱以及一進氣口和一排氣α 以輻射狀向内傳輸空氣流，一燃料喷射器，其將燃料喷 入該輻射狀向内空氣流，使空氣舆燃料混合而構成流速 高於空氣一燃料混合物火焰速率之一空氣燃料一混合 15 物，以及一鐘狀喉部，其具有一進氣口與導管之排氣口 有流體聯繫；該鐘狀喉部具有一排氣口，且其進一步具 有一橫裁輪廓以及一橫載面積，使該喉部自進氣口至排 氣口之橫截面積保持恆定〃在此可有一空氣渦流器裝設 於通道内以給予向内之空氣流一旋轉分量。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印掣 20 圖式概要說明 今參照以下說明以及所附圖式將可更加易於了解本 發明，其中： 圈1 a至1 e描繪一習知技藝史特靈循環機之運作 25 原理； 本紙張尺度適用中國國家禚準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（/13) 300熱氣體 306内部容積 3 10金屬銷 312内面 3 14外面 400分岐導管 599進氣岐管 600空氣 601軸對稱導管 602渦流器 603進氣口 604喷射器 606燃料 607排氣口 608喉部 609空氣-燃料混合物 610燃燒室内 611喉部進氣口 612喉部排氣口 6 1 4内側半徑 6 1 6外側尺寸 620燃燒軸 622整流裝置 702螺旋狀輪葉 704進氣口 706排氣口 800喷嘴 21-3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —^ .^—^1 - »1 ^^^1 1^1 _ - : —^1 ^1—------ . ft— ^[J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印家 411388 A7_________B7 五、發明説明（9 ) 圖2為依據本發明之一實施例之史特靈据環發動機 之剖面圈； 圖3為依據本發明一實施例之一周轉齒輪組之橫截 面簡圖，該齒輪組連接一壓縮活塞舆一膨脹活塞之線性 5 往復運動； 圈4a至4h為依據本發明一貧施例之具有迷結偏 心連桿组之傳動桿之一史特靈循環機運作原理； 圖5 a為依據本發明一實施例之用以連結一史特靈 循環機中兩活塞之正交線性運動之一新式L連桿傳動組 10 透視圖； 圖5b為依據本發明一實施例之圈5 a中L連捍傳 動組之側向剖面圖，顯示其扭力配·重； 圖6 a為依據本發明一貪施例之利用一新式l連桿 組連結兩活塞正交線性運動之一史特靈播環機之頂視剖 15 面圖； 闽6 b為依據本發明一實施例之圈6 a中利用一新 式L連桿组連結兩活塞正交線性運動之一史特靈循環機 之側視剖面圖； 圖7 a為依據本發明一實施例之圖2中一史特靈循 20 環發動機沿線AA所得刻面圈，顯示一懸臂曲柄軸； 圖7b為依據本發明另一實施例之圈2中一史特靈 循環發動機沿線AA所得剖面圏，顯示一懸臂曲柄轴， 其中飛輪係裝設於發動機汽缸末梢之偏心曲柄軸末端； 圖8 a為依據本發明一實施例之利用一銷熱交換器 25 之一史.特靈循環發動機剖面圖； 10 本^張尺度遑用爷國B家樣準(CMS ) A4規ίΜ 210X297公着） I —ml I I -裝 I 訂 ’ 踩 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印掣 411388 at B7 五、發明説明（汶） 圖8 b為明8 a中銷熱交換器之放大透視圖； 圈9 a為依據本發明一實施例之自圈2中史特靈循 環發動機底部觀看之透視圖，顯示用以均勻增進流董一 致性之分歧導管； 5 圖9b為圈9a中分歧導管系统之平面圈； 圖1 0 a為依據本發明一較佳實施例之一史特靈循 環發動機所用一燃料進氣歧管側面剖面圖； 圖1 Ob為圖l〇a中燃料進氣歧管沿剖線BB所 得頂視剖面圈； 10 圖l〇c為圖l〇a中燃料進氣歧管沿剖線AA所 得頂視剖面圖，顧示燃料喷嘴。 較佳貪施例詳細說明 今參照圈2 ’ 一以橫截面顯示之史特靈循環發動 15 機’大體上以數字2 8代表之。此時本發明將大體上參 照圈2所示之史特靈發動機進行說明，在此應了解許多 發動機與冷凍機同樣可受益於本發明主題之多種實施例 與改良例。圖2中史特靈發動機2 8之型態稱為阿爾法 (alpha)型態，其特徵在具有壓縮活塞3 〇和膨脹活 20 塞3 2於個別且不同之汽缸内進行線性運動：壓縮活塞 3 0在壓缩汽缸3 4内而膨脹活塞3 2在膨脹汽缸3 6 内p 除了壓縮活塞3 0和膨脹活塞3 2之外，史特靈發 動機2 8之主要組件尚包含加熱器6 4、蓄熱器6 6、 25以及冷卻器6 8。共同歸類為活塞之壓縮活塞3 〇舆膨 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公嫠） -»1 - i ---if - - I ........ - —I n^i I— 、C,J- -I- tt—I ..... — - - -^ (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局K工消費合作社印製 c' V:4§^88 A7 ~— __B?________ — 五、發明説明（？） 脹活塞3 2受限於個別容積3 8和4 0内進行線性往復 運動。一汽缸襯套4 2可為個別汽缸表面之襯墊。鄰近 加熱器6 4和冷卻器6 8之汽缸内部容積在此將分別歸 類為發動機2 8之熱區段與冷區段。壓縮活塞3 〇和膨 5 脹活塞3 2個別之線性往復運動相對相位（其、相角"） 係由裝設於曲柄軸箱4 6内、分別與活塞連結之傳動機 構4 4控制。將於下文中進行較詳細說明之傳動機構4 4係為習於此技藝發動機設計中多種機構之一例，可用 以控制活塞之相對時間差並轉換線性與旋轉運動。壓縮 10 活塞3 Q與膨脹活塞3 2分別經由一第一連結桿4 8和 一第二連結桿5 0與傳動機構4 4連接。壓縮汽缸3 4 之容積3 8經由導管4 5與冷卻器6 8連接以循環性冷 卻工作流體。更明確地說’導管4 5將壓縮容積3 8與 環性熱交換器連接’該熱交換器包括冷卻器6 8、蓄熱 15器66、以及加熱器64。導管45與環形充氣室47 將於下文中參照圖9加以說明。 依據本發明之一較佳實施例，桿4 8和5 〇之製造 得對彎曲具有撓性，以適應傳動系之欠對準（例如因發 動機結構之加壓與加熱而形成者），同時提供充分之伸張 20及收縮剛性以承载必要之壓縮負載而不至屈曲。桿4 8 和5 0較佳以一高強度金屬製成，舉例來說如$ — 7工 具鋼’且雖然桿之任一橫截面係在本發明範圍内、其橫 戴面以橢球面為有利。 、/' 今參照圖3說明傳動機構4 4之運作。依據本發明 25之一較佳實施例，提供一新型連桿組（其可歸類為一、、匕 12 本紙張认適财 CNS) Α·^~^ΐ()χ297公缓） _ ΓΜ ί —----1 ----I .-^^-- .ί - —i i [ In 1^1 _ In _I_____ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 411388 A7 ___B? 五、發明説明（…） —~ 傳動〃連桿組）以連結兩構件以一相位延滯經歷正弦線 性運動。一周轉齒輪组大截上以數字7 〇代表之。周轉 齿輪组7 0得依據本發明之一較佳實施例用以連結活塞 1 2和1 4、亦可稱為壓縮活塞丄2和膨脹活塞j 4之 5線性往復運動（如圈1所示）·周轉齒輪组7 〇之组成 有一内齒輪7 2和一小齒輪7 4 ,且内齿輪7 2節徑等 於小齒輪7 4節徑之兩倍。在内齒輪7 2保持不動且小 齒輪7 4能在内齒輪7 2内部轉動時，小齒輪7 4周邊 7 6上之每一點沿一直線相對於線上一基準點進行純正 10 弦運動。 圖4 a至4h顯示活塞1 2和1 4藉由連結桿48 和5 0舆小齒輪7 4於相對側連結、在小齒輪7 4如前 文參照囷3所述相對於固定内齒輪7 2轉動時之個別線 性行進過程》活塞1 2和1 4以相互間成一角之方式運 15動，該角較佳為誤差在1 内之直角。活塞1 2和1 4以大致等於二者相互間活塞運動軸角方位之一相位角 關係掃過純正弦線性運動》因此，以活塞移動定位完全 正交為例來說’活塞1 2和1 4相互間大致以轉像相差 (九十度相位差）運動》活塞1 2和1 4運動之後續相 20位舆小齒輪7 4之轉動均於圖4a至4h中顯示。 今參照圖5 a，利用一平衡重物7 8以與小啬輪7 4一百八十度相位差之方式轉動使發動機得以動態平 衡。今參照圖5b令所示傳動系之剖面固，藉由提供一 組'"扭力平衡重物’8 0加諸偏心曲柄軸8 6之轴線上， 25 使傳動系不須對稱於其中心線裝載<除主要平衡重物7 13 本紙張ΛΑ適用Ϋ國國家標準（CNS )八4胁（210X297公釐) — L---^------裝------訂-----線 (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中失標準局貝工消費合作社印聚 A7 B7_ 五、發明説明（丨（） 8外提供之兩相對平衡重物8 0，能在主要平衡重物7 8平衡轉換中發動機之同時平衡由活塞偏移所造成之力 矩。於圖5 a之透視圈、围5 b和6 a和6b之項視和 側視剖面圈之本發明較佳實施例中，平衡重物7 8分別 5 對壓縮活塞轴承8 2和膨脹活塞轴承8 4以逆相旋轉。 將於下文中詳細說明之本發明連桿傳動组實施例所需零 件遠較一菱形傳動機構為少。此外，新型連桿#動组之， 排量容積遠較相同活塞衝程之一菱形傳動系之排量容積 為小β再者，兩垂直活塞之正弦運動得以一簡單平衡重 10 物完美平衡，且不會在活塞封上施加側負載，從而減少 摩擦、增進使用壽命、而且能夠乾式運作。 今參照圖7a、史特靈發動機28沿圖2剖線ΑΑ 所得之橫裁面圖。偏心之壓蝻活塞轴承8 2和膨脹活塞 轴承8 4其裝設於偏心曲柄轴8 6上自主+要軸承组8 8 15 向外懸臂之處，該主要轴承组將主要（或外在）曲柄軸 9 0支承在發動機2 8之外軍9 2中。偏心曲柄轴8 6 繞與主要曲柄轴9 0不同心之一轴旋轉，如參照圖3所 述藉由小齒輪9 4和内齒輪9 6、包括周轉齒輪組9 8、帶動主要曲柄轴9 0以反向旋轉。主要曲柄軸9 〇 20 相對於一相對該發動機為固定之一任意點之位置定義一 ，曲柄角依此方式配置之曲柄軸可歸類為、諧和曲 柄轴#。 懸臂曲柄軸之設計有利於使齿輪组9 8在不污染史 特靈發動機工作流體之情況下進行潤滑，其中史特靈發 25 動機工作流體必須保持清潔以免於污染蓄熱器而危及發 14 本紙張纽適用中ϊϋ家料（CNS )八4胁（21GX297公釐) ~ ---- I 1—1 1L. - I I I t— ^ ϋ —--- -、1τ (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（1>) =機之有效運作。再來該主要曲柄軸9 q可對—機械負 賦予力矩。一機械負載之一例為發電機馬達1 〇 〇， 其相對於發電機定子i Q 2帶動旋轉以產生電能。偏心 飛輪1 〇 4與線形平衡重物1 〇 6連結偏心曲柄軸8 5 6，且從而自主要轴承組8 8向外懸臂。偏心飛輪工〇 1係用以使淨角動量（包含向前旋轉組件和向後旋轉組 件之旋轉動量）成為零。從而能有效免除因發動機速率 變異所造成之發動機振動。在本發明之範圍内，偏心飛 輪1 0 4在圖7 a所繪裝設方式外尚有其他方式。舉例 10 來說，參照圖7 h，α为丨&主- 口J面表不之圖2史特靈發動機之 另-實施例’其中偏心飛輪丄〇 4裝設於偏心曲柄軸8 6 '活塞軸承82和84所在另-端之末端1Q5。今 再次參照圖7 a，偏心曲柄轴8 6相對於主要曲柄軸9 〇係以軸承1 0 8和i丄〇支承。一主要平衡重物丄工 15 2和扭力平衡重物χ丄4係用以達到主要曲柄軸9 〇相 對於整個偏心曲柄軸總成（包含活塞在内）之動態平 衡。 •主要曲柄軸9〇上之負載最好在發動機一循環之全 過程中不變更其方向。如此藉由前進和後退慣性之平 20衡’有效防止周轉齒輪組98上之逆轉力矩，、從而防止 伴隨齒輪反撞而來之噪音及磨損。若主要曲柄軸9〇上 之負載為定數，周轉齒輪組9 8之力矩對一給定淨動力 輸出係為單向且最小化。若應用負載為一發電機，恆力 矩運作亦導致最高發電效益。此外，依據本發明之—實 25施例，發電機上之電流負載可由例如為一處理器之負載 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) 規格（2!〇><297公釐） (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} !、1T------ 經濟部智慧財產局WK工消費合作社印製 411388 經濟部中央梯準局員工消費合作社印笨 Λ7 B7 五 '發明説明（〇) 調整器1 0 3調整、一如習知之電子技藝，對周轉齒輪 組9 8提供一恆力矩以實現前述之有利運作。再者，發 電機馬達1 0 0可提供一飛輪質量之全部或部分，且發 電機亦可作為啟動發動機之一起動器。 5 今參照圖和8b，依據本發明一實施例，其以 剖面®描緣一新型結構，自燃燒源傳遞大量熱量至史特 靈循環發動機2 8内部》為增加自燃燒器1 5 〇所產生 熱氣艘3 0 0至容納於發動機内部容積3 〇 6之工作流 體之熱傳導效益，在加熱器頭6 4之任一側需要一大面 10積濕表面。為使表面積加大，於加熱器頭6 4之内面3 1 2和外面3 1 4二者上鑄有大量之金屬銷3 1 〇。其 鑄造方式可由一低成本方式，例如包模鑄造法製成。金 屬銷3 1 0不僅能增加加熱器頭6 4任一側上之濕表面 區域，尚可產生擾流尾流、增進流體混合、從而進一步 15 增加熱量流動。此結構亦可用於冷卻器6 8處之熱傳遞 (如圖2所示）’或是氣體容積間需要有效熱傳遞之任 何應用。 今參照圖9a，一透視圖顯示一聯管箱導管4〇〇 系統，傳送壓縮容積3 8和流體環形區域間之工作流體 20 流過熱交換網絡，亦即經過冷卻器頭68、通過蓄熱器 66 (如圖2所示）、再經過加熱器頭64 (如圈2所 示工作流體之環形流终止於環形聯管箱4 7處，分 歧導管4 0 0在此舆其連結、以在汽缸容積3 8和聯管 箱4 7全環形區域間產生等長之流動通道。由於環形流 25 區域之任一部份和汽缸容積間之流量阻抗大致相等，通 本紙張尺度適用中國圃家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -•Φ 經濟部中央標準工消費合作社印掣 A7 B7 五、發明説明（iY ) 過熱交換器而產生之流量不一致性得以有效降低；除此 之外’ 一迴路内受限於熱交換區域、且因而失去作機械 功意義之工作流艟流董亦可減至最少。圖9 b繪出圈9 a中分歧導管4 0 0系統展開於一平面之簡圏*顯示藉 5 由分歧導管40 0在壓縮容積38和環形聯管箱47間 之流體聯繫。 史特靈發動機在提供高熱效率與低污染排放'同 時’以上目標特別對用以加熱史特靈發動機加熱器頭6 4 (如囷2所示）之一燃燒器有熱效率之要求。此熱效 10 率之組成包含充分供給氧化劑（通常為空氣，且在此及 任一後附之申請專利範圍項中以不構成限制之原則稱為 %空氣〃）通過燃燒器以產生燃燒，以及熱氣排離加熱 器頭之復原。於許多應用中，空氣（或是其他氡化劑） 在燃燒前經過預熱至近似加熱器頭之溫度，以達到所述 15 之熱效率目標。 為達到低排放量，燃料與空氣必須以足量氧氣良好 混合以限制一氧化碳（CO)之排放量，且在此之外尚 須在夠低之火焰溫度下燃燒以限制氮氧化合物（NO X)之生成。前述達到高熱效率所需預熱空氣之高溫會 20 使達成低排放量之目標複雜化，因為其使燃料和空氣之 預混合變得困難，且其要求大量之額外空氣以限制火焰 溫度。 如此處及任一後附申請專利範圍項中所用，該辭、自 燃溫度*係定義一燃料在現存狀態之空氣和燃料壓力 25 下、未有一降溫催化劑而會發火燃燒之溫度〇習知預熱 17 本紙張AAit财g目料ML ( CNS ) A视格（2丨GX297公釐)~~' ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貢) 取- 訂 經濟部中央揉牟局—工消費合作社印製 411338 Λ7 __B? 五、發明説明（ί.Γ) 空氣之溫度超過多數燃料之自燃溫度，具有使燃料一空 氣混合物在進入燃燒室前發火燃燒之可能。一種解決此 問題之方法係利用一非預混合擴散火焰。然而，因為此 種擴散火焰並非良好混合，會產生較所需為高之C0和 5 ΝΟΧ排放量》火焰動力學之詳細說明參見Turns所 著 > An Introduction to Combustion : Concepts and Applications ( McGraw-Hill，1996 )，本書在此併入以， 為參考。任何用以限制火焰溫度而增加之空氣流董通常 會增加由一空氣泵或鼓風機所消耗之動力，從而降低整 10 體發動機效能》 依據本發明’低排放量和高效率可藉由產生一預混 合火焰’即使其中之空氣加熱至燃料自懋溫度以上，以 及另外將進氣空氣和火焰區域二者間壓力落差最小化而 達成，從而如現在所討論地將鼓風機所消耗動力最小 15 化》 該辭、火焰速率#係定義為火焰前進面會傳播通過 一特定燃料一空氣混合物之速率〃在本說明書及後附申 請專利範圍項中’該辭％燃燒轴#應關於流體燃燒期問， 主要流體之流動方向。 20 今參照圈l〇a至l〇c，圖中顯示應用於依據本 發明一實施例一史特靈循環發動機或其他燃燒應用之一 進氣歧管5 9 9 β依據本發明之一較佳實施例，燃料係 與可能加熱超過燃料自燃溫度之空氣預混合，且在燃料 和空氣良好混合前避免形成一火焰《囷1 〇 a顯示裝置 25 之一較佳實施例，其包含一進氣歧管5 9 9和一燃燒室 18 本紙張幻t適用中家揉率（CMS > A4祕（2i〇x297公釐) ---- ^^^1 —^ϋ a^—Γ· m ^Kn ^n·— veJ - - {請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 411388 Α7 锂濟部中夬鏢车局貝工濟費合作社印^ 五、發明説明（（4 ) 6 1 0 〇進氣歧管5 9 9具有一軸對稱導管6 0 1連同 —進氣口603以接收空氣600。空氣600經預加 熱至一溢度、通常超過1 οοοκ，此溫度可能超過燃 料之自燃溫度。導管6 0 1以相對於燃燒轴6 2 0為輻 5 射狀向内之方向送入空氣600至裝設於導管601内 之一渦流器602 » 圈1 0 b顯示依據本發明一實施例、包含渦崎器6 0 2之導管6 0 1橫截面圈。於圈1 〇b之實施例中， 滿流器6 0 2具有數個螺旋狀輪葉7 0 2，以將空氣6 10 〇 〇輻射狀向内導入並賦予空氣一轉動分量。導管之渦 流器截面直徑自渦流器6 〇 2之進氣口 704至排氣口 7 0 6逐漸縮小，如渦流器輪葉7· 〇 2所定義〃渦流器 輪葉7 0 2直徑之減少増加空氣6 0 0在直徑之大致反 方向内之流速"流速增加至超過燃料火焰速率。在渦流 15 器602之排氣口 706,燃料606、在一較佳實施 例中為丙烷、會喷入向内流入之空氣内。 於一較佳實施例中，燃料6 0 6如圖1 0 c所示係 以燃料喷射器6 0 4經由一系列喷嘴8 0 0喷出。更特 別的是，圈1 〇 a c顯示一導管60 1之橫截面®且包 20含燃料喷嘴800。每一喷嘴800係裝設在渦流器輪 葉702出口，且在兩鄰接輪葉間向中央集中·^喷嘴8 0 0以此方式配置以增進混合空氣和燃料之效率。噴嘴 800同時將燃料606喷射越過空氣流600。由於 空氣流速快過火焰速率，在此點即使空氣和燃料之混合 25 物温度超過燃料自燃温度亦不會形成火焰。於使用丙烧 ^^^1 n tf ι^ϋ n v-TffJ (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國S家標準< CNS ) A4规格（210X297公釐） 411388 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印裝 Λ7 五、發明説明（〇) 之一較佳實施例中’由加熱器頭溫度所控制之預熱溫度 約為1 0 0 0 K。 今再次參照圖1 0 a ’已混合之空氣和燃料，此後 稱為免空氣一燃料混合物，6 0 9，轉變方向通過一喉 5部608’該喉部具有一整流裝置622且附加於導管 6 〇1之排氣口 6 〇 7。嘴部6 0 8具有一内側半徑6 1 4以及一外側尺寸6 1 6。空氣一燃料混合物之轉變， 係自一相對於燃燒軸6 2 0大致橫向且輻射狀向内之方 向，至一大致平行於燃燒軸之方向。喉部6 〇 8整流裝 10置6 2 2之輪廓為一倒置鐘狀’使喉部6 〇8相對於燃 燒轴之橫截面積自喉部進氣口611至喉部排氣口61 2保持常數《該輪廓係為平滑不具階差，且维持自渦流 器排氣口至喉部6 0 8排氣口之流速，以防止離析及沿 任—表面產生再循環。恆定之橫截面積使空氣和燃料能 15 連續混合而不降低流速並造成一壓力落差。一平滑且怪 定之橫截面造成一高效率渦輪器’其中渦流器效率係指 跨渦流器靜壓力落差轉變為渦流動態壓力之比率。渦流 效率高於8 0%通常可由施行本發明達成。因此，燃燒 用空氣鼓風機所消耗之寄生動力得以減至最小。 20 喉部排氣口 612呈喇此狀向外展開使空氣一燃料 混合物6 0 9得以散入室内6 1 0，減緩空氣一燃料混 合物6 0 9速率*從而使火焰局部化並包容之，且導致 形成一環形火焰。渦流器6 0 2所造成之旋轉動量會如 習知技藝一般生成一火焰穩定環满流。 25 此處所述之裝置與方法得應用於本發明已然討論範 20 本^張尺i適用中國國家揉率< CNS } A4规格< 210X297公釐) — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 A7 411388 ΒΊ 五、發明説明（θ ) 圍外之其他史特靈發動機應用方式中。本發明所述實施 例僅作示範用途，對習於此技藝者而言明確地尚有許多 變異型與改良型〇所有此種變異型與改良型均將包容於 定義在後附申請專利範圍項内之本發明範圍t » _ - - I 1* —-I - I li n --is I -i I (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 21 本紙張尺度適用中國B家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ο 【Λ篇388 Α7 Β7 五、發明説明（ΜΗ) 圖示之主要代表符號對照說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇 史特靈發動機 12壓縮活塞 14 膨脹活塞 16 汽缸 18 活塞封 22 膨脹空間 24 壓縮空間 26蓄熱器 28史特靈發動機 3 0 壓縮活塞 32 膨脹活塞 34壓縮汽缸 3 6 膨脹汽缸 38 容積 40 容積 42 汽缸壁（襯套） 44傳動機構 45 導管 46 曲柄軸箱 47環形聯管箱 48 第一連結桿 50 第二連結桿 64 加熱器 64 加熱器頭 66蓄熱器 21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —I. in— - I— - ί - - —1 Μ^- - - g - I ..: ΐί. ^^1 、-° - - c諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 年- A7 B7 五、發明説明（D) 68 冷卻器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 70 周轉齒輪組 72内齒輪 74 小齒輪 76 周邊 78 主要平衡重物 80扭力平衡重物 82 壓縮活塞軸承 84 膨脹活塞軸承 86 偏心曲柄軸 8 8 主要軸承組 90 主要曲柄軸 92 外罩 94 小齒輪 96 内齒輪 98 周轉齒輪組 100發電機馬達 102發電機定子 103負載調整器 104偏心飛輪 1 05末端 106線形平衡重物 1 08軸承 110軸承 112平衡重物 114扭力平衡重物 150燃燒器 21- 2 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2!OX297公釐）

(請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁J

k.A

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（/13) 300熱氣體 306内部容積 3 10金屬銷 312内面 3 14外面 400分岐導管 599進氣岐管 600空氣 601軸對稱導管 602渦流器 603進氣口 604喷射器 606燃料 607排氣口 608喉部 609空氣-燃料混合物 610燃燒室内 611喉部進氣口 612喉部排氣口 6 1 4内側半徑 6 1 6外側尺寸 620燃燒軸 622整流裝置 702螺旋狀輪葉 704進氣口 706排氣口 800喷嘴 21-3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —^ .^—^1 - »1 ^^^1 1^1 _ - : —^1 ^1—------ . ft— ^[J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. ABCD 411388 六、申請專利範圍 1. 一種機器包括： a) —第一活塞，其具有一第一連結桿，該活塞在一 第一汽缸内沿一第一桿轴經歷線性往復運動，且 相對於在該第一样軸上且相對於該第一汽缸為固 定之一基準點，具有沿該第一桿軸釭位移； b) —第二活塞’其具有一第二連結桿，該第二活塞 在一第二汽缸内沿一第二桿軸經歷線性往復運 動，該第二桿轴位於一第一平面平行於該第一棹 轴，及位於一第二平面對該第一桿轴形成一角 度，該第二活塞沿該第二桿軸相對於在該第二桿 轴上且相對該第二汽缸為固定之一基準點具有一 位移； c) 一諸和傳動速桿组’其具有一淨角動董，該諧和 傳動連桿組舆該第一和第二連結桿連結，其方式 係使該第一活塞沿該第一桿轴之位移為一曲柄角 之一正弦函數，該第二活塞沿該第二桿軸之位移 為該曲柄角之一正弦函數’該第二活塞之位移相 對於該第一活塞沿該第一桿袖之位移有相位偏 移’該移相實質等於該第二平面舆該第一桿軸間 之夾角；以及 d) —工作流體，其容納於該第一和第二汽缸内，該 工作流體經歷加熱、膨脹、冷卻和壓縮之連績封 閉循環。 2·如申請專利範園第1項之機器，其中該連續循環為 史特靈循環。 22 本纸張尺度14用中國國家標準（€阳）六4規格（2丨0乂297公嫠） 一 --- ---------¾------、11-----^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 Α8 Β8 C8 D8 89/4,2δ 411338 六、申請專利範圍 3.如申請專利範圍第1項之機器，其中該連桿組包括： a) —主要曲柄軸； b) —偏心曲柄轴，其裝設於該主要曲柄轴内部，該 偏心曲柄軸與該第一連結桿及該第二連結桿連 接；及 c) 一周轉齒輪組’其連接該偏心曲柄轴至該主要曲 柄軸’使該偏心曲柄轴和該主要曲柄轴係以逆向 旋轉。 4·如申請專利範圍第1項之機器，其中該連桿組包括： a) —主要曲柄軸； b) —偏心曲柄軸，其具有一懸臂端，該偏心曲柄軸 裝β又於該主要曲柄軸内部，該偏心曲柄柏與該第 一連結桿及該第二連結桿於鄰接該懸臂端連接； 及 c) —周轉齒輪組裝設於該懸臂端末梢，該周轉齒輪 組連，接該偏心曲柄軸至該主要曲柄轴，使該偏心 曲柄軸之特徵在具有一向前角動量且該主要曲柄 轴之特徵在具有一向後角動量。 5. 如申請專利範圍第4項之機器，其中該周轉齒輪组 包括： a) —内齒輪，其具有一節徑，該内齒輪裝設於實質 平行於第一和第二桿軸之—平面；以及 b) -小齒輪’具有—節徑等於㈣定μ輪節經之 一半’該小齒輪與偏心曲柄轴連接。 6. 如申請專利範||1帛4項之機器，其中該連桿組進一 23 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家揉率（〇奶）八4規格（210\297公瘦） 41I33B

   申請專利範園 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 步包括至少一平衡重物，以與該小齒輪反相位之方 式旋轉* 7·如申請專利範困第4項之機器，其進一步包括一飛 輪與該偏心轴連接，使該諧和傳動連桿組之淨角動 量實質為零。 8.如申請專利範園第1項之機器，其進一步包含一發 電機舆該主要曲柄轴連接，以將機械能轉變今電 能。 9_如申請專利範圍第8項之機器，其進一步包含一處 理器以控制該發電機上之電流，以對該主要曲柄轴 提供一實質恆定力矩》 1〇.如申請專利範圍第1項之機器，其中該第一連結桿 對於在該第一桿軸之橫方向上之彎曲具有撓性。 11. 如申請專利範圍第1項之機器，其中該第二連結桿 對於在該第二桿軸之橫方向上之彎曲具有撓性。 12. 如申請專利範圍第i項之機器其進一步包含一熱 交換器以經過一歧管自—第一流體至一第二流體傳 遞熱能’該熱交換器包括複數銷自該歧管伸入該第 一流體。 如申請專利範圍第1項之機器，其進一步包含一熱 交換器以經過一歧管自一第一流艘至—第二流逋傳 遞熱能’該熱交換器包括複數銷自該歧管伸入該第 二流髏。 如申請專利範圍第1項之機器，其進一步包含一熱 交換器以經過一歧管自一第一流體至一第二流艟傳 13. 14. 24 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > Α4規格（210Χ297公羡） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i k' .IT 411388 Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央揉率局員工消费合作社印裝 六、申請專利範圍 遞熱能，該熱交換器包括： a) 複數銷，其自該歧管伸入該第一流體；及 b) 複數銷，其自該歧管伸入該第二流艚β 15. 如申請專利範圍第1項之機器，其進一步包括—進 氣歧管’以混合空氣和具有一自燃温度之一燃料， 以構成在具有一燃燒軸之一燃燒室内燃燒之一空氣 •-燃料混合物’從而加熱該機器之一加熱器頭，該 空氣一燃料混合物具有一火焰速率，該進氣歧管包 括： a) —導管’其具有對該燃燒軸之抽對稱性，該導管 具有一進氣口和一排氣口以傳送輻射狀向内流入 之空氣； b) —燃料噴射器，其將燃料喷入輻射狀向内流入之 空氣中’使空氣和燃料混合構成一空氣—燃料混 合物’該空氣一燃料混合物具有一流速超過該空 氣一燃料混合物之火焰速率；及 c) 一鐘狀喉部’其具有一進氣口與該導管排氣口有 流趙流通，該鐺狀喉部具有一排氣口，該鐘狀喉 部進一步具有一橫截面積使該喉部自進氣口至排 氣口之橫截面積维持恆定。 16. 如申請專利範圍第is項之機器，其進一步包括： 一空氣渦流器裝設於該導管内，以對該向内流入 空氣給予一旋轉分量 17·如申請專利範圍第15項之機器，其中該燃料為— 瓦斯。 本紙張度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格{ 210Χ297公羡） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 丁 ¾ 卜 411388 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 18.如申請專利範圍第15項之機器，其中該燃料為丙 烷〇 19* 一種進氣歧管，其混合空氣和一燃料以構成一空氣 —燃料混合物以嗔入具有一燃燒轴之一燃燒器内， 該空氣一燃料混合物在一系列特定狀況下具有一自 燃溫度和一火焰速率，該進氣歧管包括： a) —導管，其具有一進氣口和一排氣口，以傳送空-氣相對於該燃燒軸輻射狀向内流入，該流入空氣 具有一流速； b) —空氣渦流器，其裝設於位在該導管和該燃燒器 間之一整流裝置内，以對該輻射狀向内流入空氣 給予一旋轉分量，該空氣渦流器具有一進氣口直 徑和一排氣口直徑，該進氣口直徑大於該排氣口 直徑，使空氣流速超過該燃料之火焰速率； c) 一燃料喷射器，其將燃料喷入輻射狀向内流入之 空氣中，使空氣和燃料混合構成一空氣一燃料混 合物；及 d) —鏤狀喉部，其具有一進氣口與該導管排氣口有 流體流通，該鐘狀喉部進一步具有一排氣口，該 鐘狀喉部具有一橫截輪廓使該喉部自進氣口至排 氣口之橫截面積維持恆定。 20. —種在空氣中燃燒一燃料之方法，該燃料具有一自 燃溫度和一火焰速率，該方法包括： a)以一超過該火焰速率之速度推動該空氣進入一喉 部之一進氣口内，該喉部亦具有一排氣口和自進 26 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意等項再填寫本頁) 訂 經濟部中央榡率局貝工消費合作社印裝 ABCD 411338 六、申請專利範圍 氣口至排氣口之一恆定橫截面積；以及 b)將燃料混入該空氣内以構成一空氣一燃料混合 物，該空氣一燃料混合物排出該排氣口，以在該 喉部之排氣口外侧使該空氣一燃料混合物中產生 一火焰》 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國国家搞半（CNS ) Α4規格（210X297公釐）