專利名稱：斯特林發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種外熱式發(fā)動機，尤其是一種斯特林發(fā)動機，結(jié)構(gòu)簡單，沒有往復運動機械結(jié)構(gòu)，工質(zhì)采用隔膜密封，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)中，工質(zhì)經(jīng)過斯特林熱力循環(huán)輸出維持重力偏心距的存在,實現(xiàn)發(fā)動機的動力輸出。
背景技術(shù)：
目前，公知 的外熱式發(fā)動機以斯特林發(fā)動機為代表。斯特林循環(huán)的外熱機等效于卡諾循環(huán)的熱機。各種斯特林發(fā)動機結(jié)構(gòu)設計見于各種文獻資料，比如專利文獻01810065. 1,02119293. 6,00809060. 2, 00808603. 6，等。從這些文獻中我們可以看到，為了實現(xiàn)斯特林熱力循環(huán)，廣泛采用曲柄，連桿，活塞，凸輪，氣缸等機械構(gòu)件，造成結(jié)構(gòu)復雜，機械損失大，潤滑困難，工質(zhì)密封困難等問題。。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型給了一種新的技術(shù)方案，工質(zhì)采用隔膜密封在工質(zhì)腔內(nèi)，工質(zhì)腔運動改變位置來實現(xiàn)工質(zhì)的熱力學變化，工質(zhì)作熱力循環(huán)輸出功維持工質(zhì)腔的運動，并輸出機械能。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是發(fā)動機以水平放置的軸為中心，軸徑向放射狀對稱布置若干個的工質(zhì)腔，工質(zhì)腔內(nèi)工質(zhì)采用隔膜密封，各腔內(nèi)充有同量，同質(zhì)的工質(zhì)。若干個工質(zhì)腔組成環(huán)形外殼體，為工質(zhì)吸熱導熱面，采用導熱材料制成，隔膜采用耐高溫柔性材料，可隨工質(zhì)體積的變化改變形狀。發(fā)動機內(nèi)殼體，外殼體和隔膜形成一個密封的環(huán)形液體腔，腔內(nèi)充滿液體，腔內(nèi)充滿液體，所有的隔膜一側(cè)與各工質(zhì)腔內(nèi)工質(zhì)接觸，另一側(cè)與液體腔內(nèi)液體接觸，隔膜同時起到液體與工質(zhì)的隔離的作用。發(fā)動機以軸為中心徑向兩側(cè)無溫差時，各工質(zhì)艙內(nèi)工質(zhì)通過液體實現(xiàn)壓力平衡，液體分布均衡，發(fā)動機重心與軸心重合，為靜平衡狀態(tài)，無運動。當徑向兩側(cè)有溫差時，高溫側(cè)工質(zhì)腔工質(zhì)吸熱膨脹，推動液體向低溫側(cè)流動，改變液體腔形狀和液體分布，使發(fā)動機整體重心偏移，產(chǎn)生重力偏心距，在重力作用下發(fā)動機以軸為中心旋轉(zhuǎn)，將新的低溫工質(zhì)腔帶入高溫側(cè)加熱膨脹，將高溫工質(zhì)腔帶入低溫側(cè)降溫收縮，維持重力偏心距的存在，維持發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)，并帶動負載。本實用新型取得的有益效果是工質(zhì)采用隔膜密封在工質(zhì)腔內(nèi)，工質(zhì)密封可靠，動力采用液體傳遞，沒有往復運動機械結(jié)構(gòu)，無機械摩擦損失，發(fā)動機內(nèi)部不用潤滑，結(jié)構(gòu)簡單。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。圖I是本實用新型的一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的一個實施例運行狀態(tài)示意圖。[0009]圖中I.外殼體， 2.隔膜，3.軸，4.內(nèi)殼體，5.工質(zhì)腔，6.液體腔，7.輻板，8.熱源,9.軸中心線，10.重心，11.冷源。
具體實施方式
在圖I中，外殼體I和隔膜2組成若干個相互獨立密封的工質(zhì)腔5，外殼體I和隔膜2與內(nèi)殼體4組成環(huán)形密封的液體腔6，軸3通過輻板7與內(nèi)殼體4相連。在圖2所示運行示意圖中，發(fā)動機熱源 8側(cè)的工質(zhì)腔5內(nèi)工質(zhì)受熱膨脹，發(fā)動機冷源11側(cè)的工質(zhì)腔5內(nèi)工質(zhì)冷卻收縮，液體腔6腔內(nèi)液體向發(fā)動機冷源11側(cè)匯集，造成發(fā)動機重心10偏離軸中心線9，形成重力偏心距，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中，不斷將冷卻過的工質(zhì)腔5帶入熱源8側(cè)加熱的同時，把加熱膨脹過的工質(zhì)腔5帶入冷源11側(cè)冷卻，維持重力偏心距的存在，維持發(fā)動機旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，軸線下方的工質(zhì)腔5經(jīng)過冷卻和收縮向熱源8方向轉(zhuǎn)動，開始吸熱，由于工質(zhì)腔5上方匯集的液體較多，在液體圓周運動產(chǎn)生的離心力作用下，工質(zhì)承受壓力大，工質(zhì)膨脹量小，近似定容加熱過程；在向上的運動過程中，工質(zhì)繼續(xù)吸熱膨脹，工質(zhì)腔5上方匯集的液體在逐步被排擠，工質(zhì)膨脹壓力也在減少，當工質(zhì)腔5在頂部位置將離開熱源8時，工質(zhì)腔5體積膨脹至最大，隔膜2僅承受少量液體產(chǎn)生的離心力而形成的壓力，在整個加熱過程中，工質(zhì)邊吸熱邊膨脹，膨脹壓力不斷降低，近似等溫膨脹過程；當工質(zhì)腔5在頂部位置靠近冷源11時，開始散熱，由于承受的壓力比較低，工質(zhì)腔5容積收縮量小，近似定容散熱過程；隨著工質(zhì)腔5向下轉(zhuǎn)動，繼續(xù)冷卻，收縮量逐步增加，空間被液體占據(jù)，承受的壓力也增加，當運行到下方將離開冷源11時，工質(zhì)腔5體積收縮至最小，上方匯集的液體最多，液體產(chǎn)生的離心力最大，工質(zhì)腔5內(nèi)工質(zhì)承受的壓力最大，近似等溫散熱過程。一個工質(zhì)腔，在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)一周的過程中，經(jīng)歷了四個過程，即定容加熱，等溫膨脹，定容散熱，等溫壓縮，一個完整的斯特林循環(huán)。本實用新型中的斯特林發(fā)動機可用太陽能聚熱驅(qū)動帶動發(fā)電機發(fā)電，或通過焚燒垃圾等方法取得熱能驅(qū)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)，應用廣泛。毫無疑問，本實用新型的斯特林發(fā)動機還具有多種的變換和改型，并不僅限于上述實施方式的具體結(jié)構(gòu)，如工質(zhì)腔的的數(shù)目與形狀，內(nèi)殼體和外殼體的構(gòu)造，液體腔的形狀和布局等等?？傊?，本實用新型的保護范圍應包括哪些對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的變換或替代以及改造。
權(quán)利要求1.一種斯特林發(fā)動機，采用氣態(tài)工質(zhì)，其特征是發(fā)動機軸水平放置，軸徑向放射狀對稱均勻布置相互獨立的工質(zhì)腔，工質(zhì)腔由發(fā)動機外殼體和隔膜密封而成，隔膜與發(fā)動機內(nèi)殼體和外殼體形成一個密封的腔，腔內(nèi)充滿液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斯特林發(fā)動機，其特征是外殼體采用導熱材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斯特林發(fā)動機，其特征是隔膜可以隨著密封工質(zhì)體積變化發(fā)生形變。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斯特林發(fā)動機，其特征是各工質(zhì)腔內(nèi)充填的工質(zhì)同質(zhì)等量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斯特林發(fā)動機，其特征是液體腔的結(jié)構(gòu)為封閉環(huán)形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斯特林發(fā)動機，其特征是所有的隔膜一側(cè)與各工質(zhì)腔內(nèi)工質(zhì)接觸，另一側(cè)與液體腔內(nèi)液體接觸。
專利摘要本實用新型涉及一種外熱式發(fā)動機，尤其是一種斯特林發(fā)動機。發(fā)動機以水平放置的軸為中心，軸徑向放射狀對稱布置若干個的工質(zhì)腔，工質(zhì)腔內(nèi)工質(zhì)采用隔膜密封，若干個工質(zhì)腔組成環(huán)形外殼體 。發(fā)動機內(nèi)殼體，外殼體和隔膜形成一個密封的環(huán)形液體腔，腔內(nèi)充滿液體。發(fā)動機以軸為中心徑向兩側(cè)無溫差時，各工質(zhì)艙內(nèi)工質(zhì)通過液體實現(xiàn)壓力平衡，液體分布均衡，發(fā)動機重心與軸心重合，為靜平衡狀態(tài)，無運動。當徑向兩側(cè)有溫差時，高溫側(cè)工質(zhì)腔工質(zhì)吸熱膨脹，推動液體向低溫側(cè)流動，改變液體腔形狀和液體分布，使發(fā)動機整體重心偏移，產(chǎn)生重力偏心距，在重力作用下發(fā)動機以軸為中心旋轉(zhuǎn)，將新的低溫工質(zhì)腔帶入高溫側(cè)加熱膨脹，將高溫工質(zhì)腔帶入低溫側(cè)降溫收縮，維持重力偏心距的存在，維持發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)，并帶動負載。
文檔編號F02G1/043GK202645773SQ201220073538
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者楊中華 申請人:楊中華