TWI602988B - Stirling engine adjustable bypass valve - Google Patents

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鄭金祥
林昱廷
楊翰勳
周秉毅
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帆宣系統科技股份有限公司
國立成功大學
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Description

史特林引擎之可調式旁通閥
本發明係涉及一種史特林引擎之局部結構；特別是指一種史特林引擎中的旁通閥創新可調式結構設計者。
史特林引擎，主要係利用氣體的熱脹冷縮原理以帶動轉動軸轉動的動力裝置。
本發明所欲探討的問題，主要是針對史特林引擎結構中的旁通閥(亦稱為調節栓)而言，習知旁通閥結構係與史特林引擎本體之間採滑動配合型態設計，其應用上，在引擎運轉之前，引擎室與曲柄軸室之間須呈不連通狀態；概因，史特林引擎運轉須處於高壓狀態(註：以氦氣而言壓力約為4至8Kg)，使引擎內外產至壓差，此時其調節栓須呈推出狀態，以關閉引擎室與曲柄軸室之間的通氣孔；反之當引擎運轉時，若須停止可將調節栓內壓使引擎室與曲柄軸室連通，即可降低引擎內之氣體壓縮比，進而使引擎停止運轉。習知旁通閥結構設計上僅有向內壓入以及向外推出兩個使用模式與狀態而已，亦即當該旁通閥向內壓入時係呈完全開啟通氣孔流路的狀態，反之當旁通閥被向外推出時，通氣孔流路則是呈完全關閉阻斷狀態，如此一來，造成通氣孔的通氣流量無法調節，僅有單一種通氣流量可用的情形，進而造成習知史特林引擎在運轉效能上仍舊欠缺可調節性之問題與缺弊，實有再加以改善突破之必要性存在。
是以，針對上述習知史特林引擎的旁通閥所 存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。
有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之 製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
本創作之主要目的，係在提供一種史特林引擎之可調式旁通閥，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式史特林引擎旁通閥結構型態為目標加以思索創新突破。所述可調式旁通閥係組設於史特林引擎之一引擎室與一曲柄軸室之間預設之一通氣孔一處，該旁通閥包括一閥孔以及插組於該閥孔中呈可沿著內外方向進退位移之一閥栓，其中該閥孔與通氣孔互成垂直向關係且貫穿引擎室與引擎室一側壁外部，該閥栓外端凸伸出引擎室側壁外部且設有一操控鈕，閥栓內端則設有氣壓連通部，該氣壓連通部得於操控鈕、閥栓向內進動時與通氣孔相對位連通。
本發明解決問題之技術特點，主要在於其中閥栓與閥孔近端口處之間並組設有一調整螺栓，該調整螺栓包括一限位內端及調控外端，其中調控外端凸露於引擎室側壁外部，以使閥孔近端口處設有一內螺紋段以供調整螺栓螺合，又閥栓設有一肩部，該肩部能夠在閥栓向外退移時抵靠於調整螺栓的限位內端；藉此，俾可通過對該調整螺栓之順逆向進退調整控制限位內端所在位置，進而能夠相對調整閥栓向外退移定止時的位置、以及氣壓連通部與通氣孔的通氣流量。
本發明之主要效果與優點，係可令史特林引 擎的旁通閥達到通氣流量可調節之功能，令史特林引擎之運轉狀態具有可調節性，進而達到更加實用、好用之進步性。
10‧‧‧可調式旁通閥
11‧‧‧閥孔
12‧‧‧閥栓
13‧‧‧操控鈕
14‧‧‧氣壓連通部
14B‧‧‧氣壓連通部
14C‧‧‧氣壓連通部
15‧‧‧內螺紋段
16‧‧‧肩部
17‧‧‧凹環槽
18‧‧‧凹環溝
19‧‧‧軸向內凹孔
20‧‧‧史特林引擎
21‧‧‧引擎室
22‧‧‧曲柄軸室
23‧‧‧通氣孔
24‧‧‧側壁
30‧‧‧調整螺栓
31‧‧‧限位內端
32‧‧‧調控外端
第1圖係本發明之旁通閥組設於史特林引擎之立體外觀圖。
第2圖係本發明之旁通閥結構較佳實施例之平面剖視圖。
第3圖係本發明旁通閥結構較佳實施例之立體分解圖。
第4圖係本發明之旁通閥內壓作動狀態示意圖。
第5圖係本發明之調整螺栓調節狀態示意圖。
第6圖係本發明之氣壓連通部為凹環槽型態之實施例圖。
第7圖係本發明之氣壓連通部及凹環槽為複數間隔分佈型態實施例圖。
請參閱第1、2、3圖所示，係本發明史特林引擎之可調式旁通閥較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述可調式旁通閥10係組設於史特林引擎20之一引擎室21與一曲柄軸室22之間預設之一通氣孔23一處，該旁通閥10包括一閥孔11以及插組於該閥孔11中呈可沿著內外方向進退位移之一閥栓12，其中該閥孔11與通氣孔23係互成垂直向關係且貫穿引擎室21與引擎室21一側壁24外部，該閥栓12外端凸伸出引擎室21側壁24外部且設有一操控鈕13，閥栓12內端則設有氣壓連通部14，該氣壓連通部14得於操控鈕13、閥栓12向內進動時與通氣孔23相對位連通：且其中，該閥栓12 與閥孔11近端口處之間並組設有一調整螺栓30，該調整螺栓30包括一限位內端31以及一調控外端32，其中該調控外端32係凸露於引擎室21側壁24外部，以使閥孔11近端口處設有一內螺紋段15以供調整螺栓30螺合，又閥栓12設有一肩部16，該肩部16能夠在閥栓12向外退移時抵靠於調整螺栓30的限位內端31。
藉由上揭結構組成設計，本發明所述可調式旁通閥10使用上，將可通過對該調整螺栓30之順、逆向進退調整來控制其限位內端31的所在位置，進而能夠相對調整閥栓12向外退移定止時的位置、以及氣壓連通部14與通氣孔23的通氣流量；此部份具體而言，請先參第4圖所示，當該旁通閥10之操控鈕13連同閥栓12被內壓時(如箭號L1所示)，此時氣壓連通部14將可與通氣孔23對位連通，故可透過該通氣孔23達到通氣狀態(如箭號W1所示)，令引擎室41與曲柄軸室42之間達成等壓狀態，以停止引擎之運轉；接著如第5圖所示，使用者係可順向轉動該調整螺栓30(如箭號L2所示)而令其限位內端31內移，藉此當旁通閥10之閥栓12外移(如箭號L3所示)回復至退出位置時，氣壓連通部14與通氣孔23之錯位狀態將可獲得調整改變，此部份對照第2圖與第5圖中所示氣壓連通部14與通氣孔23之錯位程度即可瞭解，其中第2圖中所示氣壓連通部14與通氣孔23二者為完全錯位阻斷之狀態，但第5圖中所示氣壓連通部14與通氣孔23二者之間的錯位距離則是保有較小流量的通氣狀態，藉此而能夠達到調整史特林引擎運轉速度之功能，此即為本發明之核心技術特徵。
其中，該氣壓連通部14係可為一徑向貫穿孔型態(註：此例具有指向性，當其徑向角度偏移時有無法通氣之虞)。
或者第6圖所示，其中該氣壓連通部14B亦可為一凹環槽型態。(註：此例無指向性，閥栓12旋轉至 任何徑向角度均可通氣)
又或者第2、3圖所示，其中該氣壓連通部14係為一徑向貫穿孔型態，且閥栓12內端外周對應該徑向貫穿孔型態之氣壓連通部14所在位置處並設有一凹環槽17；藉此，當操控鈕13、閥栓12被內壓時，縱使該徑向貫穿孔型態之氣壓連通部14的指向角度未正對通氣孔23，仍可通過該凹環槽17達到通氣狀態。
另如第7圖所示，其中該氣壓連通部14C亦可為複數個徑向貫穿孔間隔設置型態，且閥栓12內端外周對應各該氣壓連通部14C所在位置處並設有一凹環溝18，構成各凹環溝18之間係呈間隔分佈型態。
如第4圖所示，其中該閥栓12內端並可設有一軸向內凹孔19係一端垂直向貫穿連通氣壓連通部14，軸向內凹孔19的另一端則貫通引擎室21。藉此軸向內凹孔36的增設，主要係可再增加通氣孔23貫通狀態時之孔道截面積與流量，以進一步提昇使用效果。(註：本例所揭軸向內凹孔19亦適用於第7圖所示結構型態)
本發明之優點整理說明：本發明所揭「史特林引擎之可調式旁通閥」主要藉由其閥栓與閥孔近端口處之間並組設有所述具限位內端及調控外端之調整螺栓、及閥栓設有所述肩部能夠在閥栓向外退移時抵靠於調整螺栓的限位內端等創新獨特結構型態與術特徵；俾可通過對該調整螺栓之順逆向進退調整，以控制其限位內端所在位置，進而能夠相對調整閥栓向外退移定止時的位置、以及.氣壓連通部與通氣孔的通氣流量；藉此令史特林引擎的旁通閥達到通氣流量可調節之功能，令史特林引擎之運轉狀態具有可調節性，進而達到更加實用、好用之進步性。
上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明 ，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。
10‧‧‧可調式旁通閥
11‧‧‧閥孔
12‧‧‧閥栓
13‧‧‧操控鈕
14‧‧‧氣壓連通部
15‧‧‧內螺紋段
16‧‧‧肩部
17‧‧‧凹環槽
19‧‧‧軸向內凹孔
20‧‧‧史特林引擎
21‧‧‧引擎室
22‧‧‧曲柄軸室
23‧‧‧通氣孔
24‧‧‧側壁
30‧‧‧調整螺栓
31‧‧‧限位內端
32‧‧‧調控外端

Claims (6)

  1. 一種史特林引擎之可調式旁通閥，所述可調式旁通閥係組設於史特林引擎之一引擎室與一曲柄軸室之間預設之一通氣孔一處，該旁通閥包括一閥孔以及插組於該閥孔中呈可沿著內外方向進退位移之一閥栓，其中該閥孔與通氣孔互成垂直向關係且貫穿引擎室與引擎室一側壁外部，該閥栓外端凸伸出引擎室側壁外部且設有一操控鈕，閥栓內端則設有氣壓連通部，該氣壓連通部得於操控鈕、閥栓向內進動時與通氣孔相對位連通；且其中，該閥栓與閥孔近端口處之間並組設有一調整螺栓，該調整螺栓包括一限位內端以及一調控外端，其中該調控外端係凸露於引擎室側壁外部，以使閥孔近端口處設有一內螺紋段以供調整螺栓螺合，又閥栓設有一肩部，該肩部能夠在閥栓向外退移時抵靠於調整螺栓的限位內端；藉此，俾可通過對該調整螺栓之順逆向進退調整控制限位內端所在位置，進而能夠相對調整閥栓向外退移定止時的位置、以及氣壓連通部與通氣孔的通氣流量。
  2. 如請求項1所述之史特林引擎之可調式旁通閥，其中該氣壓連通部係為一徑向貫穿孔型態。
  3. 如請求項1所述之史特林引擎之可調式旁通閥，其中該氣壓連通部係為一凹環槽型態。
  4. 如請求項1所述之史特林引擎之可調式旁通閥，其中該氣壓連通部係為一徑向貫穿孔型態，且閥栓內端外周對應該徑向貫穿孔型態之氣壓連通部所在位置處並設有一凹環槽。
  5. 如請求項1所述之史特林引擎之可調式旁通閥，其中該氣壓連通部係為複數個徑向貫穿孔間隔設置型態，且閥栓內端外周對應各該氣壓連通部所在位置處並設有一凹環溝，構成各凹環溝之間係呈間隔分佈型態。
  6. 如請求項2或5所述之史特林引擎之可調式旁通閥，其中該閥栓內端並設有一軸向內凹孔係一端垂直向貫穿連通氣壓連通部，軸向內凹孔的另一端則貫通引擎室。
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