TWM453730U

TWM453730U - 史特林引擎內建再生器之移氣器構造

Info

Publication number: TWM453730U
Application number: TW101224157U
Authority: TW
Inventors: Wen-Lih Chen; Long-Full Lin; Chang-Ren Chen
Original assignee: Univ Kun Shan
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-05-21

Description

史特林引擎內建再生器之移氣器構造

本創作係有關於一種史特林引擎內建再生器之移氣器構造，尤指本案透過間隔設置的導熱網，來提昇移氣器的熱交換效果，藉此進一步提昇引擎的輸出功率。

按，史特林引擎的再生器是決定引擎效率高低與輸出功率大小的關鍵零組件，目前再生器可分為外接式與內建式，其中的內建式是將再生器直接裝設在移氣器內部，讓移氣器兼具移氣與回收熱能的功能。

而傳統內建再生器之移氣器構造，多如第五圖所示，係於移氣器(50)之上蓋(51)及下蓋(52)皆開設有數流通孔(53)，並於移氣器(50)內裝入由不鏽鋼線或銅線捲繞成不規則圓柱狀之導熱材(54)，以作為引擎運轉過程中吸熱與放熱介質，然而，此項前案仍有不足處，原因詳列如下：

1.由於導熱材(54)是不規則地纏繞，因此只有少數導熱材(54)的線軸會與工作流體的流向垂直，往往有許多導熱材(54)之線材是與工作流體的流向呈平行，依據熱傳學的原理，該將降低工作流體與導熱材(54)之熱交換效果，而不易讓移氣器(50)在短時間內迅速地吸熱與放熱，是以難以進一步提昇引擎的輸出功率。

2.導熱材(54)在移氣器(50)迅速往復位移時，往往會受搖晃外力影響而改變結構鬆緊度，而未能提供穩定的熱交換體積，而造成移氣器(50)移動速度忽快、忽慢，該將影響引擎輸出動力之穩定性。

3.導熱材(54)不規則地纏繞方式，往往有許多導熱材(54)之線軸是與工作流體的流向呈平行，該不僅無益導熱效率的增進，也徒增移氣器(50)之重量，該將使得移氣器(50)不易被推動、加速，而難以進一步提昇引擎之輸出功率。

爰此，為改善習知之移氣器熱交換效果不佳，而難以進一步提昇引擎輸出功率的缺憾，本創作人致力於研究，而發展出一種史特林引擎內建再生器之移氣器構造，包含：一筒體，於內部形成一容置空間；一第一蓋體，係蓋設於前述筒體一側，前述第一蓋體上開設有數第一流通孔，並於前述第一蓋體上設置有一軸桿；一第二蓋體，係蓋設於前述筒體之另一側，於前述第二蓋體上開設有一穿設孔及複數第二流通孔，前述穿設孔係供前述第一蓋體之軸桿穿設，前述第二流通孔係對應前述第一流通孔；複數導熱網，所述導熱網上設有一穿孔，前述穿孔係供前述第一蓋體之軸桿穿過，又前述導熱網並包括有複數格狀交錯排列之線材，而於前述相鄰的線材間形成有數流通氣孔，前述導熱網係裝入前述筒體之容置空間，並沿前述蓋體之軸桿方向間隔設置，又前述相鄰的導熱網之間並保持有一間距。

進一步，前述筒體係由一板體捲撓成形，並於前述板體上並塗布有一接著劑，又前述導熱網周緣係接固前述接著劑。

進一步，前述導熱網之徑寬係大於前述筒體，以彎折形成一接緣，該接緣係接於前述接著劑。

進一步，前述第一蓋體之軸桿上間隔設有複數分隔部，前述分隔部係供前述導熱網抵靠，以隔開前述相鄰之導熱網。

進一步，前述分隔部為間隔設置之二環體，前述導熱網係夾設於前述兩環體間。

進一步，前述導熱網在一平方英吋內的流通氣孔數量為2~3個。

本創作具有下列功效：

1.本案由於導熱網係垂直軸桿而設，且相鄰的導熱網係保持一間距，因此能讓工作氣體在通過各導熱網時，均能對各導熱網之線材形成一衝擊流，以達到最佳的熱傳效果，俾有效增進導熱網與工作氣體熱交換的效率，讓移氣器能在往復位移同時迅速地吸熱與放熱，從而改善史特林引擎能源使用效率，以進一步提昇引擎之輸出功率。

2.本案借助固定設置的導熱網，以提供穩定的熱交換介質，讓移氣器能穩定增速、減速，進而達到穩定輸出動力之目的。

3.由於本案的導熱網為間隔設置，並呈網狀結構，藉此在不降低氣體熱交換效率的前提下，進一步達到移氣器輕量化之目的，讓移氣器更容易被推動、加速，以進一步提昇引擎之輸出功率。

(1)‧‧‧筒體

(11)‧‧‧容置空間

(12)‧‧‧接著劑

(2)‧‧‧第一蓋體

(21)‧‧‧第一流通孔

(22)‧‧‧軸桿

(23)‧‧‧分隔部

(231)‧‧‧環體

(3)‧‧‧第二蓋體

(31)‧‧‧穿設孔

(32)‧‧‧第二流通孔

(4)‧‧‧導熱網

(41)‧‧‧穿孔

(42)‧‧‧線材

(421)‧‧‧流通氣孔

(43)‧‧‧接緣

(50)‧‧‧移氣器

(51)‧‧‧上蓋

(52)‧‧‧下蓋

(53)‧‧‧流通孔

(54)‧‧‧導熱材

(A)‧‧‧史特林引擎

(A1)‧‧‧汽缸

(A2)‧‧‧膨脹室

(A3)‧‧‧壓縮室

(A4)‧‧‧加熱端

(A5)‧‧‧冷卻端

(A6)‧‧‧動力活塞

(D)‧‧‧間距

第一圖為本創作之立體組合圖。

第二圖為本創作之立體分解圖。

第三圖為本創作之剖視示意圖。

第四圖為本創作實際使用狀態之剖視示意圖。

第五圖係習知之剖視示意圖。

綜合上述技術特徵，本創作史特林引擎內建再生器之移氣器構造的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

本創作請參閱第一圖至第三圖所示，包含：

一筒體(1)，係由一板體捲撓成形，而於內部形成一容置空間(11)，並於前述板體上並塗布有一接著劑(12)。

一第一蓋體(2)，係蓋設於前述筒體(1)一側，前述第一蓋體(2)上開設有數第一流通孔(21)，並於前述第一蓋體(2)上設置有一軸桿(22)，該軸桿(22)上間隔設有複數分隔部(23)，前述分隔部(23)為間隔設置之環體(231)。

一第二蓋體(3)，係蓋設於前述筒體(1)之另一側，於前述第二蓋體(3)上開設有一穿設孔(31)及複數第二流通孔(32)，前述穿設孔(31)係供前述第一蓋體(2)之軸桿(22)穿設，前述第二流通孔(32)係對應前述第一流通孔(21)。

複數導熱網(4)，係間隔設置於前述軸桿(22)之分隔部(23)，並夾設於兩環體(231)之間形成定位，於前述導熱網(4)上設有一穿孔(41)，前述穿孔(41)係供前述第一蓋體(2)之軸桿(22)穿過，又前述導熱網(4)並包括有複數格狀交錯排列之線材(42)，而於前述相鄰的線材(42)間形成有數流通氣孔(421)，而導熱網(4)於本實施例中在一平方英吋內的流通氣孔(42)數量為2~3個，前述導熱網(4)係裝入前述筒體(1)之容置空間(11) ，並沿前述第一蓋體(2)之軸桿(22)延伸方向間隔設置，而於相鄰的導熱網(4)之間並保持有一間距(D)，又前述導熱網之徑寬係大於前述筒體(1)，以彎折形成一接緣(43)，該接緣(43)係接於前述接著劑(12)。

結構之組合，復請參閱第二圖及第三圖，先將導熱網(4)逐一設置於第一蓋體(2)之軸桿(22)，並於導熱網(4)兩側配合環體(231)夾設固定，並將環體(231)以焊接、黏接或嵌接方式形成定位，接著將板體卷繞於導熱網(4)外周形成筒體(1)，以令導熱網(4)以接緣(43)黏固於筒體(1)內周之接著劑(12)，再將第二蓋體(3)以穿設孔(31)套於第一蓋體(2)之軸桿(22)，並蓋設於筒體(1)，據此，即完成組合者。

實際使用之情況，續請由第四圖搭配第二圖所示觀之，本案係應用於一史特林引擎(A)，該史特林引擎(A)包含有一汽缸(A1)，該汽缸(A1)係供本案裝入，並分隔形成有一膨脹室(A2)及一壓縮室(A3)，該汽缸(A1)於對應膨脹室(A2)處設有一加熱端(A4)，並於對應壓縮室(A3)處設有一冷卻端(A5)，另於壓縮室(A3)配置有一動力活塞(A6)；對史特林引擎(A)之加熱端(A4)進行加熱時，將使得工作氣體在膨脹室(A2)內產生膨脹，以撐推移氣器朝壓縮室(A3)方向位移，而前述工作氣體並由移氣器中第一蓋體(2)之第一流通孔(21)流經筒體(1)之容置空間(11 )及第二蓋體(3)之第二流通孔(32)，從而流入壓縮室(A3)進行壓縮，並撐推前述動力活塞(A6)，以達到輸出動力之目的；而由於導熱網(4)係垂直軸桿(22)而設，且相鄰的導熱網(4)係保持一間距(D)，因此能讓工作氣體在通過各導熱網(4)時，均能對各導熱網(4)之線材(42)形成一衝擊流，以達到最佳的熱傳效果，俾有效增進導熱網(4)與工作氣體熱交換的效率，讓移氣器能在往復位移同時迅速地吸熱與放熱，從而改善史特林引擎能源使用效率，以進一步提昇引擎之輸出功率。綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作涵蓋之範圍內。