TW575713B - Stirling-cycle engine - Google Patents

Description

575713 A7 -----B7 五、發明説明（1 --~-~~— 技術領域 叙月有關種用於產生冷度（cold)(低溫熱量）之史栌杖 發動機，更特定t / 、 θ之’係有關一種可精密地維持活夷〇德 移動的中心位置之史特林發動機。 ^ 背景技藝 一種设計用於產生冷度之自由活塞型史特林發動機亦依 據”熱力循&而稱為逆S S史特林發動機，圖10顯示一種 〉勺史拚林龟動機的剖視圖，一典型的史特林發動機係 /、有在缸肢J内王線性往復移動之一活塞丨及一移位器9 活塞1及移位器2呈同軸配置，在移位器2上所形成的一°桿〜以 係經由中心處形成的一滑孔la穿過活塞丨。因此，活塞1及 移位為2可沿著缸體内滑動表面3a平順地滑動，並且，分別 ，由:活塞支撐彈簧5及一移位器支撐彈簧6將活塞丨及二位 為2彈性支撐在一壓力容器*上。 租3幵^成的工間係由活塞1分成兩個空間，其中一個允 間係為位於面對移位器2的活塞1側上之一工作空間（一第二 及一第二f間）7，3 —個S間則為位於背離移位器2的活塞 1側上之㈢後空間（一第二空間）8，這些空間充填有—種 言如氦乳等工作媒體。藉由一個未圖示的活塞驅動構件（链 如一線性馬達）使得活塞丨以一預定週期往復移動，因此y 工作媒體在工作空間7中壓縮或膨脹。藉由在工作空間7中 壓縮或膨脹之工作媒體的壓力變化使得移位器2線性往復移 動。此處，活塞1及移位器2通常設計為以相同週期往復移 動但呈現90。。 夕 本紙張尺度適用中® ®家鮮(CNS) A4規格(謂X挪公登）

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k \ 五 發明説明（ 工作媒體7進一步由移位器2分成兩個空間，其中一個空 間為位於活塞1與移位器2之間之第一空間7a，另一空間則 為位於缸體3梢部上之第三空間7b。這兩個空間經由_蓄熱 态9連接在一起，此蓄熱器9通常由網目狀的銅所製成。第 三空間7b中的工作媒體係在稱為冷頭（c〇ld head)之缸體3梢 部產生冷度，已熟知用於產生冷度之逆行式史特林熱力 循的原理’故不再多加說明。 在缸體滑動表面3a與活塞滑動表面lb之間，提供用於將 第、，空間7a與第二空間8互相屏蔽之一個未圖示的密封構件 、屏敝構件通常使用一具有簡單結構且便宜之封環.，但因 為譬如長期操作之後封環的磨損以及熱膨脹之影響等各種 因素’此處不可能有完美的密封，因此在知體滑動表面3a 與活塞滑動表面lb之間出現一很小的間隙。當發動機受到 驅動時，活塞1往復移動使得位於第一空間7a與第二空間8 中之工作媒體產生壓力變化。在這些空間之間所生成的壓 j將導致工作媒體從其中一空間經由上述很小間隙流到另 空間。具體言之’當第—空間7a中的壓力比第二空間艸 更高時，工作媒體從第一空間以流到第二空間8;當第二空 間8中的壓力比第一空間7at更高時，工作媒體從第二空間 8流到第一空間7a。 依據滑動組件的表面條件以及封環的接觸、磨損及其他 :件’在虹體滑動表面3a與活塞滑動表Slb之間出現不固 疋且可改變的很小間隙。因此， 弟工間7a所見進入與 -弟二空間8之工作媒體的進入流容積及外出流容積並非 -6- 575713

和準地相等，基於此理由， 媒體從第一介門7 動奴連1党到驅動且工作 第2 1 a逐漸墳漏至第二空間叫，已藉以在 弟—空間7a與第-介門 中,、、… 間8之間達成均衡之活塞1的初步設定 匕立ι將會逐漸移往此時處於較低壓力之mu

Up空間7a中的工作媒體壓力降低時，將產生譬 :下列問題：低於預期之冷卻性能、或因為從初步設定位置 二動之活塞1往復移動的中心位置而造成活塞i與移位器2之 間產生碰撞。 旦可增大活塞支撑彈簧5的彈簀常數以增加支撐活塞⑽力 ^藉以解決這些問題。，然而，這對於防止丄作媒㈣漏 。第二間7a外而言宅無效用，僅會增加用於驅動活塞j之 驅動構件所需要的功率，而導致輸入電力的增大，這將造 成較低冷卻效率之另一問題。 為了解決此問題，曰本專利特許公開2〇〇〇_39222號揭露一 種藉由維持第一空間7a與第二空間8之間的壓力均衡來降低 ’舌基1之往復移動中心位置的變異之方法，圖11A顯示曰本 專利特許公開2000-39222號所揭露的史特林發動機之剖視 圖’此結構除了部份的活塞丨形狀外均與圖1〇所示相同，圖 11 β為當活塞1處於初步設定的往復移動中心位置時位於活 塞1周圍的一部份之立體圖，活塞1中形成一第一槽1 〇a及一 第一槽I Ob，此第一槽1 0a連接至第一空間並在活塞1的往復 移動方向X中行進，第二槽10b與第一槽10a連續並相對於活 塞1的往復移動方向X以一角度（圖中為9CT )行進。缸體3中 形成一圓孔12，此圓孔12從第二槽10b穿透至第二空間8。 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) "— — - A7 B7 575713 五、發明説明（4 在活塞1操作期間第二槽i0b與圓孔12重合的瞬間，第一空 間7a及第一空間8瞬間連接在一起並可讓工作媒體流動，這 將使得兩空fa1中的壓力達成均衡並藉以可讓活塞復移動 並私中〜位置保持在初步設定的位置中。 如上述’當活塞1處於初步設定的往復移動中心位釁時藉 由、田彳放⑽動通道將第一空間7 a與第二空間8連接在/起， 叩可知·中心位置有效地保持在初步設定位置中。但為了達 成更高的冷卻性能，需要增加活塞1往復移動的循環次數、 或是增加活塞1各次往復移動循環的振幅。這將無可避免地 :大第工間7a與第二空間8之間之工作媒體的流率，因此 需=第一及第二槽1(^及1叽具有更大剖面積。此處，僅增 加弟一及第二槽10a及1〇b的尺寸及剖面積即可相對於活塞^ 的工作行程加大第二槽10b與第二空間8導通之面積，亦加 長彼此導通的時間。 因此，可说達成第一空間7a與第二空間8之間的壓力均衡 ’但不可能將活塞1的往復移動中心位置精確地保持在初步 設定的位置中。並且，在第-及第二槽1〇a及10b中發生一 氣f損失’這將增加操作活塞1所需要的功率輸入，因此不 可能如預期般地增強史特林發動機的性能。 發明揭示 本發明之-目的係提供一種史待林發動機，$中可容 且便宜地藉由在活塞中形成槽以穩定住活塞之往愎移動 中心位置°本發明之另―目的係提供-種具有降低來自' 作空間的氣流損失之史特林發動機工 0的係 裝 訂 巧張尺度適财國g家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐） 8- 提供一種史特林發動機，复 藉由;：空氣軸承所彡成之活塞的平流動並不會破壞 為】達成上述目的，根據本發明， 士 在一缸體内往復移動之一、 史特林發動機具有 因為活塞往復移動以壓縮及-移位器’此移位器係 復移動’ i活塞及移位器 ' 二乍：體而在紅體内往 心軸線相重合。# θ ^ 局使其_心軸線與缸體中 其位於移位器與活塞之間锊：：：：係具有-第-空間， 的活塞側延伸並包括與虹體^⑼’其從背離移位器 份而形成；一第三空明· # ^ 一部份側壁相鄰之一部 575713 五、發明説明（5 '•一第一槽，i步成’ /其形成於背離活塞的移位器側上 -1成在往復移動的方向 的活塞端表面行進；及一第二槽，复、-空間 部周圍而起始及結束於第-槽上的：點上；：：周邊的全 成穿過缸體的侧壁。此史特林發動機的^其形 於往復移動的中心位置時，第二栌 、°中，$活基處 一及第-允n 9 彼此連接而使得第 弟一工間彼此導通。此處，孔的開口具有 一長方形且其次要軸線或較短側與活塞的往復移動方^ 現對準，&有助於將活塞往復移動期 = 接之時間予以縮短。 不曰及孔破此連 或者，一史特林發動機具有在一缸體内往復移動之一活 ⑽'移位h移位器係因為活塞往復移動以壓縮或 %服—工作媒體而在虹體内往復移動，且活塞及移位器係 配置為使其中心軸線與缸體中心軸線 I八。、， 一 σ 亚且，史特 林發動機係具有一第一空間，其位於移位器與活塞之間； 本紙張尺度itiu 巾—ϊϊ緖準(cns“(2igx297公爱） 裝 玎 線 -9- 575713

^ 門’、攸θ離移位器的活塞側延伸並包括與缸體 的至少一部份侧壁相鄰二 ^ ^ 邛伤叨形成；一第三空間，其 形成於背離活塞的移#哭也 ^ 私位杰側上，一第一槽，其形成在往復 移動的方向中從面對第一办 丁弟 工間的活基端表面行進；及一第 -一槽，其形成在活宾@、真ΛΛ Tv a 基周邊的全部周圍而起始及結束於第一 槽上的一點上；及一 7丨 甘 孔 其形成芽過缸體的側壁。此史特 林發動機的結構中，當活塞處於往復移動的中心、位置時， 第二槽及孔彼此連接而使得第一及第二空間彼此導通。此 處，礼係由沿著第-古接心班 <A. … 一^配置之複數個孔所組成，故第二槽 及孔付以在活塞的往彳复於如# 设砂動期間同時在第二槽上的不同點 處彼此連接。 裝 地Τ知第一槽形成為從_剖面觀看時使其深度大於 Μ ’這有助㈣活塞往復移動期間第二槽及孔彼此連接 之時間予以降低。 或者，可將第一槽形忐糸γ d r 〜 /成為攸一纠面觀看時使其深度大於 1度，這有助於將第一样所壮 、 3斤佔面積相對於活塞滑動表面的 表面積之比例予以降低。 或者，第一槽可具有從一 叩‘ Μ吞的jr而衣面增大之判 積，使得第一槽在面對第一空間之 面 乃 立而上具有最大的立|| 面！，這有助於降低因為工作媒體流動所造成之能量損失： 弟一槽可能由沿著第一槽配置之複數個此等槽所 這可在活塞往復移動期間於第二槽上 曰〕不同站處同日主罐室 二槽及孔彼此連接，因此，可能使 」°〜 使得第一及第二槽具有更小的剖面積。文丨亚 -10-

五 、發明説明（ 第二槽可由沿著第一 空間側計算時第卜…/之^個此等槽所組成，從位於第-算時第η個第二槽的根部之：槽：根部以及從第-空間側計 的m空間漸 a之弟—槽部份係設有從第-槽 面對第-空間的另與從;一’使得第一槽具有位於 槽的根部之間之最大的屬'“十异時第-個第二 媒體流動之第一及笛 積。廷將有助於確保可讓工作 ，可能盡量減少因為；=所需要的最小剖面積。因此 的工作媒體及孔彼此連接時所發生 之=:::林:!機具有在—動 壓縮或膨脹一工作婢體而：：位湖為活塞往復移動以 器侍配置^甘I 體内往復移動，活塞及移位 史特林線與'體中心轴線相重合。並且， 之門·二具有一第-空間，其形成於移位器與活裏 *虹、空間，其從背離移位器的活塞侧延伸並包括 /門把的至>、一部份側壁相鄰之一部份而形成；—第三空 主：形成於背離活塞的移位器側上；-第-槽，其形成 二移動的方向中從面對第-空間的活塞端表面行進；、 及一第二槽，其形成在活塞周邊以從第一槽上的一點而垂 直延伸至第一槽；及一孔，其形成穿過缸體的側壁。此史 W發動機的結構中，當活塞處於往復移動的中心位置時 ，=二槽及孔彼此連接而使得第一及第二空間彼此導通。 此k，孔的開口具有一長圓形或一長方形且其次要軸線或 較短側係與活塞的往復移動方向呈對準，有助於將活塞 -11 - 本紙張尺度朝巾 ®aii?^NS) Α4^(21〇Χ297^) 五 、發明説明（8 或者動2間弟-槽及孔彼此連接之時間予以縮短。 塞…林發動機亡有在-缸體内往復移動之-活 膨脹一工作嬋心：移位器係因為活塞往復移動以壓縮或 置為使其二往復移動，活塞及移位器係配 發動機係具有—、第\肢中心轴線相重合。並且，史待林 —第二处Η，甘…王間，其形成於移位器與活塞之間； 的至少一部份::：月離移位器的活塞側延伸並包括與缸體 刀免壁相鄰之一部份而形成；一第二办門，Α 形成於背離活塞的移位器侧上…第一押，：：二Ϊ 移動的方向中從面對第—空間的活爽曰^成在仁復 的第二槽’其形成 ： 及-對 方式從第一栌上的 、位於居基周邊的弟-槽以對稱 體的側尸辛—點分又開來；及-孔，其形成穿過缸 =壁。此史特林發動機的結構中，當活塞處於往復移 動的中心位置時，筮-祕π 文砂 空間彼此導通。此吏：;jr此連接而使得第一及第二 置之複數個孔所組：，故;=該對第二槽中各者所配 . ^ 文乐一才曰及孔得以在活塞的往復移 …同恰在第一槽上的不同點處彼此連接。 ☆:處了跻弟-槽形成為從-剖面觀看時使其深度大於 Γ這有助於將活塞往復移動期”二槽及孔彼此連接 之時間予以降低。 办或者、’可將第-槽形成為從—剖面觀看時使其深度大於 X k有助於h第—槽所佔面積相對於活塞滑動表面的 表面積之比例予以降低。 或者，兩-槽可具有從_端往活塞的端表面漸增大之剖 -12- 575713

發明説明（9 面積，使得第一槽在面對第-空間m μ 剖面積，這有助於降低因為工作媒體ϋ有最大的 失。 ；听造成之能量損 4Γ可能由沿著第一槽配置之複數個此等槽所电成 爾活塞往復移動期間於第二槽上的不d:成， 二槽及孔彼此連接，因Λ處同4讓第 使^及第二槽具有更小的剖面積別的孔成為更小 第：：：可由沿著第一槽配置之η個此等槽所組成，位於從 弟-工間侧計算時第㈣個第二槽的根部以及從第 ㈣算時第η個第二槽的根部之間之第一槽部份係設有：； 3 $而彳二第一空間漸增大之剖面積，使得第一槽具有 位於面對第一空間的另一端與從第一空間側計算時第一個 第二槽的根部之間之最大的剖面積。這將有助於確保可讓 工作媒體流動之第一及第二槽具有所需要的最小剖面積。 因此，可忐盡1減少因為第一及第二槽及孔彼此連接時所 發生的工作媒體流動所造成之能量損失。 圖式簡單說明 圖1Α為本發明第一實施例之活塞及缸體的立體圖； 圖1B為圖1A所示沿著線c-c所取之剖視圖。 圖2為本發明第二實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖3為本發明第三實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖4為本發明第四實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖5為本發明第五實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖6 A為本發明第六實施例之活塞及缸體的立體圖。 -13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）

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圖6B為圖6 A所示沿著線A-Λ所取之剖視圖。 圖7A為本發明第七實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖7B為圖7A所示沿著線B-B所取之剖視圖。 圖8為本發明第八實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖9A為本發明第九實施例之活塞及缸體的立體圖。 圖9B為圖9A所示沿著線D-D所取之剖視圖。 圖10為一習知的史特林發動機之剖視圖。 圖1 1A為另一習知的史特林發動機之剖視圖。 圖ΠΒ為此習知的史特林發動機的活塞周圍之一部份的立 體圖。 本發明的最佳實行模式 下文參照圖式描述本發明的實際實施例，除了活塞及 體的結構之差異外，所有下述實施例皆具有與先前所述 一習知範例相同之結構。因此不再重覆贅述而僅參照圖 4田述/舌卷及缸體之結構，請注意，下列描述中，以單一 體作為具有一活塞的一缸體（一第一缸體）並作為具有一移 扣之缸體（一第一缸體），但第一及第二缸體可能具有任 其他配置方式，只要第一缸體内之活塞的往復移動可壓縮 或％脹工作媒體並藉以造成移位器在第二缸體内往復移動 即可。

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圖1A為本發明第一實施例之活塞及缸體的立體圖，起初 ，活塞1位於往復移動的中心位置並經設計可在此處達成第 一空間7a與第二空間8之間之壓力均衡。在活塞滑動表面j b 中，形成在往復移動方向X中從面對第一空間7a的活塞端表

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五、發明説明 面lc行進之一第一槽l〇a’並在活塞！周邊的全部周圍形成 一第二槽10 b以起始及結束於第一槽10a上的一點處。並且 ，在缸體3中形成從第二槽10b穿透至第二空間8之一孔广 因此，在活塞1往復移動期間，僅有第二槽1〇b與孔13彼此 導通的瞬間，第一空間7a與第二空間8才會彼此導通藉以在 第一空間7a與第二空間8之間達成壓力±句衡。因為第二样 1〇b形成於活塞丨周邊的全部周圍，即使如果活塞丨在移動日^ 沿其軸線旋轉，第二槽1 〇 b仍可與孔1 3導通。 、 此處’孔η的開口係形成一長圓形並使其次要軸線與往 復移動方向X呈現對準，㈣狀係可能確保足以在第一空間 7a與第二空間8達成壓力均衡之剖面積，同時可降低當活塞 1受驅動而移動時該等空間彼此導通之時間.，如此將;降^ 當活塞1受驅動而移動時第二槽10b與孔13導通之時間，並 藉以幫助增加活塞!移動的中心位置之精確度。孔13的開口 可形成任何其他的形狀’只要有助於縮短當活塞1受驅動而 移動時第二槽l〇b與孔13彼此導通之時間即可，譬如為使其 較紐側與活塞的往復移動方向X對準之一長方形。 如圖1B所示’圖比為圖1A所示沿著線c_c所取的剖視圖 、’將=塞1製成中空狀，這將有助於減輕活塞〗的重量並藉 、更令易π计，舌基支撐彈黃5 ’並且亦可幫助降低材料用量 。為了加大活塞1的中空部份，建議盡量減小第一及第二槽 ]〇a及l〇b的深度，活塞丨以此方式製成中空狀之情形亦適用 於本發明的所有實施例藉以達成相同的效果。 圖2為本發明第二實施例之活塞及紅體的立體圖，活塞叉 -15-

A7 B7 發明説明（12 處於如初步設定之往復移動的中心位置，在活塞滑動表面 1 b中’形成在往復移動方向X中從面對第一空間7a的活塞端 表面1 c行進之一第一槽1 0a，並在活塞1周邊的全部周圍形 成一第二槽l〇b以起始及結束於第一槽上的一點處。並 且’在缸體3中形成從第二槽1〇l3穿透至第二空間8之複數個 (圖2為兩個）孔14。因為第二槽i〇b形成於活塞1周邊的全部 周圍，即使如果活塞i在移動時沿其軸線旋轉，第二槽^ 仍可與孔1 4導通。. 此處，形成複數個孔14，藉由在僅形成一個孔14的情形 中令孔14的直徑剖面積總和等於單孔14的剖面積，可能產 生更小的個別孔14，同時使得第二槽1〇b具有更小的剖面積 k舲有助於、纟但紐當活塞i受驅動而移動時第二槽i卯與孔 14彼此導通之時間’並藉以增加活塞1的移動中心位置之精 確度。孔丨4的開口係形成一圓形、長圓形或長方形等形狀I: 圖3為本發明第三實施例之活塞及紅體的立體圖，活宾i 處：如初步設定之往復移動的中心位置並具有一用於J制 活塞1沿軸線旋轉之構件（譬如圖_示之活塞支撐彈菁5)。 在活塞滑動表面丨”，形成在往復移動方向乂中從面對第一 空間7a的活塞端表面1〇行進之一第一槽_，並在活塞 邊的全部周圍形成一第二槽10b以從第一槽上的一點：直地 延伸至第一槽(圖3中糊。第二槽⑽僅形成於孔13及第 一槽⑽彼此經由最短路徑導通處’且孔"的開口形 圓形，孔13的開口可能形成任何其他形狀，只要有助於： 活基d驅動而移動時縮短第二槽_與孔a彼此導通之: -16- 575713 五、發明説明（13 間即可’其譬如為一長方形。 圖4為本發明第四實施例之活塞及缸體的立體圖， 處於如初步叹疋之往復移動的中心位置並具有一用於限制 活幻沿軸線旋轉之構件(譬如圖1〇所示之活塞支撐彈菩”。 在活塞滑動表面lb中，形成在往復移動方向χ中從面對第一 空間7a的活塞端表面le行進之—[槽心’並在活塞】周 邊中形成-第二槽⑽以從第—槽上的_點垂直地延伸 一槽（圖4中為T型）。並且，第二槽⑽中，形成兩個或更多 個孔M ’孔14的開口係形成-圓形、長圓形或長方形等形 狀。第二槽1崎形成於孔14與第_槽1()£1經由最短路徑導 通處。 、 裝 線 圖5為本發明第五實施例之活塞及缸體的立體圖，活塞I 歧如初步設定之往復移動的中心位置並具有-用於限制 活基1沿軸線旋轉之構件（譬如圖1〇所示之活塞支撐彈簧5)。 在活塞滑動表面lb中，形成在往復移動方向乂中從面對第一 空間7a的活塞端表面1(：行進之一第一槽i〇a，並以此方式形 成對的第一槽1 ob，此對第二槽1 Ob各相對於活塞丨周邊的 第一槽以對稱方式在第一槽上的一點分叉開來，此兩個第 二槽10b係沿著第一槽10a配置。並且，在缸體3中共形成四 们孔1 4亦即對於各第一槽1 Ob具有兩個孔。孔1 4的開口係 形成一圓形、長圓形或長方形等形狀，第二槽丨〇1^,堇形成於 孔14與第二槽1〇3經由最短路徑導通處。 本發明的第四及第五實施例中，其中形成複數個孔丨4， 藉由在僅形成一個孔14的情形中令孔丨4的直徑剖面積總和 -17- 575713 五、發明説明（14 等於早孔14的剖面積，可能產生更小的個別孔μ，同時使 :第二槽10b具有更小的剖面積，這將有助於縮短當活塞丨 & %動@ &動時第二槽⑽與孔14彼此導通之時間，並許以 增加活塞1的移動中心位置之精確度。 圖6 A為本發明箓丄 弟/、具％例之活塞及缸體的立體圖，此處 ，^、舌 j、第 ^ 」土 第二槽〗〇a及10b以及孔I4係具有與第二實 裝 2例相同較置方式。圖6B為圖6A所示沿著線A-a所取的 d視圖，弟一槽10b形成有可讓工作媒體流動所需要的剖面 積並具有深度大於寬度的剖面形狀，這將有助於縮短當活 基1又驅動叩移動時第二槽丨⑽及孔14彼此 藉以増加活塞!移動中心位置的精確度。 間亚 圖7A為本發明第七實施例之活塞及缸體的立體圖，活塞1 、第一及第二槽1 〇 &及1 〇 b以及孔14係具有與第二實施二目

同的配置方式。圖7B顯+岡7 Λ说-.儿# A 圖笛一… 者線β-β所取的剖視 α ^ 3形成有可讓工作媒體流動所需要的剖面積並 線 :有沬度大於寬度的剖面形狀’這將有助於降低相對於活 基滑動表面lb的表面積中第一槽10a所佔的面積。因此，在 藉由-空氣軸承（藉由在活塞i與缸體3之間確保很小的 並將此間隙充填有卫作媒體以降低活Sl的滑動負載而實行 之一形式的軸線）使得活塞丨保持浮起脫離缸體3之情形二仃 工作媒體係經由第一槽10a流入與流出藉以維持空氣軸承的 圖8為本發明第八實施例之活塞及缸體的立體圖，活幻 '第-及第二槽丨0 a及丨0 b以及孔丨4係具有與第四實施二目 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） -18- 575713 五、發明説明（15 同的配置方式H 1Ga形成有從—端1Qd往活塞端表面 増大的剖面積，使得第一槽10a在面對第一空間7&的另 邮=10c上具有最大的剖面積，這將有助於降低因為工作媒 體流動所造成之能量損失σ Μ 圖9Α為本發明第九實施例之活塞及缸體的立體圖，此處 ’舌塞1、第一及第二槽10a及1〇b以及孔14係具有與第五實 施例相同的配置方式。此處’位於面對第一空間、的_二 他與從第-空間7a側計算時第—個第二槽的根部之; 之f —槽丨0a部份係稱為部份丨0a_丨，而位於從第一空間以側 =算時第一個第二槽l〇b_l的根部與從第一空間&側計算時 第二個第二槽1〇b_2的根部4間之第一槽咖部份係稱:部 份心-2。圖9B為圖9A所示沿著線_所取的剖視圖，如圖 9B所示，部份Ma·1具有比部份更大的剖面積。 具體言之，令沿著較短側量測到的第二槽⑽]及1〇卜9的 2面積等於一孔14的直徑剖面積，令沿著較短側量測到之 弟一槽部份10a-2的剖面積等於兩孔14a的總直徑剖面積，令 沿著較短侧量測到之第一槽的部份心]的剖面積等於四個 孔14a的總直徑剖面積，如此將可能確保第一及第二槽丨以 及具有最小的剖面積，使得當第二槽i〇b_i及i〇b_2與孔 Μ導通時，工作媒體可流動而無壓力損失，可能以此；式 盡量降低因為工作媒體流動所造成的能量損失。 、上/的任何實施例中’譬如可車製或用端銑機銑製以形 成第一及第二槽1〇&及10b ’且可單獨用鑽製形成孔，亦即 可容易且便宜地形成槽及孔。 裝 訂 線 19- 575713 A7 B7五、發明説明（16 ) 工業應用性 在根據本發明之一種史特林發動機中，可能縮短當活塞 受驅動而移動時形成於活塞上之第一及第二槽與形成於缸 體侧壁中之孔彼此導通之時間，並藉以穩定住活塞之往復 移動的中心位置。 第一及第二槽及孔係形成為容易形成且可便宜製造之槽 及孔。 並且，在根據本發明之一種史特林發動機中，第一及第 二槽可形成允許工作媒體流動所需要的剖面積並具有深度 大於寬度之剖面形狀，因此，在藉由一空氣轴承使活塞保 持浮起脫離缸體之情形t，工作媒體係經由第一及第二槽 流入及流出且藉以維持空氣軸承的效果。 並且，根據本發明之一種史特林發動機中，可能確保第 一及第二槽具有允許工作媒體流動所需要之最小的剖面積 ，並藉以盡量減少當工作媒體流過第一及第二槽時所發生 的氣流損失。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1. 575713 申請專利範圍 1. 2. 二種史待林發動機’其包含在一缸體内 基以及1位器，該移位器 ”：：動之-活 縮或膨脹—工 , 土、γ设移動以壓 該移位器係配置為内往復移動’該活塞及 相“，，：4使其中心轴線與該紅體的-中， 移位器與該活夷之㈣具有一弟-空間，其形成於該 土之間，一第二空間，其 =活塞的-側延伸並包括與該缸體的至：::：器 側壁相鄰之-部份而形成；-第三空間，⑼：：的— 该活塞的該移位器的一側上；一第一槽…在：離 行進而形成；及一…， 门的。亥活基的一端表面 弟一槽，其形成在該活塞的_周、喜 王邛周圍以起始及結束於該第一槽上的一點上；：t、 ，其形成穿過該缸體的側壁，該 ，一孔 ，當該活塞處於往復移動的一；心：置；， 該：彼f連接而使得該等第-及第二空間彼C及 使開σ具有-長圓形或-長方形的形狀且 準/。、要軸線或較短側與該活塞的往復移動方向呈對 :種史特林發動機’其包含在一缸體内往復移動之一活 =二#:位咨’該移位器係因為該活塞往復移動以壓 仰=工㈣體而在該缸體内往復移動’該活塞及 W夕彳益仏配置為使其中心軸線與該缸體的_中心軸線 相重合，該史特林發動機係具有一第一空間’复二.、"、 該移位器與該活塞之間；一第二空間，：二背二= -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 575713 3. 4. 5. 申請專利範圍 器的該活塞的一側延伸並包扣 一側壁相鄰之一部份而形浐ώ二4缸體的至少一部份的 離該活塞的該移位器的一=，一第三空間，其形成於背 復移動的方向.中從面對上，第一槽’其形成在往 行進；及-第二槽，心:―空間的該活塞的-端表面 圍而起始及結束於該第一在該活塞的-周邊的全部周 成穿過該缸體的側壁，二的-點上；及-孔’其形 活塞處於往復移動的—=動機的結構ι當該 此連接而使得該等第立農^’該第二槽及該孔彼 其中該孔係由沿著該第；Γ彼此導通’ 成。 一心配置之複數個此等孔所組 如申請專利《第2奴史特林 形成為從—剖面觀看時具有大於寬度之深、/。弟—槽係 ::二“利範圍第2項之史特林發動機，： 化成為攸-剖面觀看時具有大於寬度之深度。 - =請專利範圍第2項之史特林發動機，其中該第-槽呈 有攸―端往該活塞的端表面漸增大第 ::f主面對=第：空間的另一端上具有最大的::積 中該：專：：圍弟二至員中任-項之史特林發動機，其 成。弟- “τ、由/σ者该第-槽配置之複數個此等槽所組 專利，圍第⑴項中任一項之史特林發動機，其 係由沿¥該第_槽個此等槽所组成，並且 位於從該第-空間側計算時第（n _ i)個該第二槽的—根部 -22- 575713 A8 B8 申請專利範圍 4足該第一介pa / 1第_ M & 汁异時第11個該第二槽的一根部之間之 。哀弟一槽的部份係星 漸增大之剖$ ―槽的―端往該第一空間 η 貝，使得該第一槽具有位於面對該第一介 間的另一端與從誃笛咖3日 卜 Τ 1 ^工 8. -根部之間之心—側計算時第一個該第二槽的 U <取大的剖面積。 塞以土動機’其包含在-缸體内往復移動之一活 位器’該移位器係因為該活塞往復移動以壓 乍媒肢而在該缸體内往復移動，該活塞及 ft 置為使其中心軸線與體的-中心軸線 =器=特二發動機係具有-第-空間，其形成： 哭m:…舌I之間，―第二空間，其從f離該移位 抑的心基的_側延伸並包括與該缸體的至少 ^側壁^鄰之—部份而形成；—第三空間，其形成^ 離該活塞的該移位器的一側上；一第一；月 復移動的方向中從面對該第一空間的該；塞的：= ’及一第二槽，其形成在該活塞的-周邊以從t;第 一槽上的一點垂直地延伸至該第一槽；及一孔，复:、 穿過該缸體的側壁， /、乂成 該史特林發動機的結構中，當該活塞處 一中心位置時，該第：槽及該孔彼此連接而使 一及第二空間彼此導通， 弟 其中該孔的一開口具有一長圓形或—長方形的形狀 其一次要軸線或較短側係與該活塞的往復移動方i且 對準。 句呈現 -23- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297:釐） 575713

   笑以：捋林發動機，其包含在-缸體内往復移動之一活 卷Μ及一移 σσ、 ° 縮或膨 ，扣，該移位器係因為該活塞往復移動以壓 該移位^ 媒體而在該缸體内往復移動，該活塞及 相重人°σ:-己1為使其中心軸線與該缸體的-中心軸線 該移發動機係具有―第一空間’其形成於 器的該活塞二二第二空間’其從背離該移位 一侧壁相鄰之一::伸亚包括與該缸體的至少—部份的 離爷、、青一 邛伤叩形成丨一第三空間，其形成於背 Μ ’舌基的該移位器的_ 一 一 復移動的方向中^* 、，曰、形成在往 裝 行進；及-對該第一空間的該活塞的一端表面 相 弟—％，其形成為在該活塞的一周邊中 來；及1弟一槽以對稱方式從該第-槽上的-點分又開 ^ 孔’其形成穿過該缸體的側壁； -動::结:冓，’當該活塞處於往復移動的 -及第二空:彼槽及該孔彼此編 /、中5亥孔係由對於兮斜 — 此等孔所組成。、槽中各者所配置之複數個 1〇. 利Γ第9項之史待林發動機，*中該第二槽俘 η· 士申μ專利範圍第9項之史特 形成為從一剖面觀看時 ：動機’其令該第-槽係 有從一端往該活塞的端表㈣林發動機’其中該第一槽具 面漸1大之剖面積，使得該第 -24 - 575713 A8 B8

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