本發(fā)明涉及一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是一種擺盤斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

1816年英國(guó)人羅巴特斯特林（robertstirling）發(fā)明了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（stirlingengine）。經(jīng)過200多年的發(fā)展，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)主要發(fā)展為三種類型：α型β型和γ型，其中γ型和β型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的原理相同，都具有一個(gè)配氣活塞和一個(gè)動(dòng)力活塞，兩活塞通過曲柄連桿傳動(dòng)，斜盤或擺盤傳動(dòng)，菱形傳動(dòng)等傳動(dòng)方式使氣缸中氣體體積按照接近于斯特林循環(huán)規(guī)律而變化，從而使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。常見的β型和γ型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)屬于單動(dòng)力斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，單個(gè)活塞做功，因此功率?。黄鋫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行不平穩(wěn)一定程度上增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)和噪音；以及動(dòng)力活塞需要采用動(dòng)密封，密封要求較高，工質(zhì)容易泄漏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上不足，本發(fā)明提供一種擺盤斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，包含有氣缸，飛輪，動(dòng)力活塞，配氣活塞，動(dòng)力軸；其中氣缸內(nèi)設(shè)置有動(dòng)力活塞和配氣活塞，動(dòng)力活塞同配氣活塞按90度運(yùn)動(dòng)相位差連接，兩活塞連接到動(dòng)力軸，動(dòng)力軸同飛輪連接，其特征是：所述配氣活塞是具有配氣功能的擺盤，擺盤設(shè)置在氣缸內(nèi)，擺盤的中心連接在l形軸中心，l形軸一端同動(dòng)力軸相連接，動(dòng)力軸穿過支架上的軸承連接在飛輪上，擺盤與動(dòng)力軸成一定角度，氣缸內(nèi)設(shè)置有隔板，把氣缸和擺盤分別隔成兩半，隔板能夠限制擺盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使得動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，擺盤做章動(dòng)運(yùn)動(dòng)，擺盤同動(dòng)力活塞連接，連接方式使得擺盤同動(dòng)力活塞運(yùn)動(dòng)相位角差保持90度,因此活塞能夠按照接近斯特林循環(huán)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，使得擺盤斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，動(dòng)力活塞為兩個(gè)，通過活塞連桿分別鉸接連接在被隔板隔開的擺盤的兩半上，活塞連桿同擺盤的兩個(gè)連接點(diǎn)的連線通過擺盤圓心，且各自位于其所在一半擺盤同隔板相交位置邊沿；氣缸側(cè)壁截面為鼓型，氣缸頂，氣缸底為錐形，氣缸周圈設(shè)置有回?zé)崞?，氣缸的兩半分別同兩個(gè)活塞缸相連通，兩個(gè)活塞缸另一端通過導(dǎo)管互相接通，氣缸頂部中心設(shè)置有錐形孔，錐形孔上部設(shè)置有密封罩，活塞互相連通并密封以及采用密封罩保證了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)裝有工質(zhì)的腔體對(duì)外完全密封；擺盤中心包含一球體，球體中心同擺盤中心重合，球體上連接有l(wèi)形軸，同球體接觸的氣缸頂部和底部分別設(shè)置有和球體緊密配合的球面凹槽，球面凹槽及球體之間采用降低摩擦措施，使得球體能夠在球面凹槽內(nèi)輕易地自由滑動(dòng)同時(shí)具有氣密性，球體和隔板之間也需要?jiǎng)討B(tài)密封，保證左右兩個(gè)腔體的氣體盡可能小的交換，擺盤同氣缸之間留有縫隙，擺盤同隔板接觸部位采用降低摩擦措施，擺盤的形狀及大小結(jié)合氣缸內(nèi)容積的形狀及大小按一定比例設(shè)計(jì)，確保滿足最佳掃氣比；飛輪上連接有磁體裝置，磁體裝置包含永久磁鐵和電磁鐵，電磁鐵的線圈設(shè)置在永久磁鐵周圈，飛輪密封在密封罩內(nèi)，密封罩外設(shè)置有永久磁鐵，密封罩上設(shè)置有從動(dòng)飛輪，從動(dòng)飛輪上連接有同飛輪上磁體裝置位置對(duì)應(yīng)的磁鐵，從動(dòng)飛輪上連接有風(fēng)扇葉片；當(dāng)密封罩內(nèi)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過內(nèi)外磁鐵的相互作用實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，當(dāng)內(nèi)部溫度過高使得內(nèi)部永久磁鐵磁性減弱或消失時(shí)，由于連接在內(nèi)部的電磁體線圈同密封罩外的磁鐵相互作用產(chǎn)生磁場(chǎng)，然后再同從動(dòng)飛輪上的磁鐵相互作用實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，電磁鐵線圈還可以反過來給連接在它上面的永久磁鐵充磁。從動(dòng)飛輪上的風(fēng)扇可以給密封罩降溫。從動(dòng)飛輪可以連接發(fā)電機(jī)發(fā)電，動(dòng)力活塞也可以直接同直線發(fā)電機(jī)連接實(shí)現(xiàn)電力輸出。

本發(fā)明采用具有配氣功能的擺盤代替配氣活塞，改變了配氣活塞直接往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)和噪音，運(yùn)行更平穩(wěn)，采用隔板隔離氣缸，使得隔板兩側(cè)分別形成獨(dú)立的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的冷熱腔，以共用配氣擺盤和共用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方式組合在一起，不但減少了組件，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更小，而且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，左右活塞各做功一次，增大了功率密度。采用活塞缸體互相連通并對(duì)外密封，傳動(dòng)采用磁傳動(dòng)并完全靜態(tài)密封，減少了工質(zhì)泄漏。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的氣缸內(nèi)部剖視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的密封罩局部放大圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的磁體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1~4中1.前半擺盤,2.球體,3.l形軸,4.氣缸,5.動(dòng)力軸,6.支架，7.軸承,8.后連桿,9.后活塞,10.后活塞缸,11.導(dǎo)管,12.左擋板，13.回?zé)崞?14.磁體裝置,15.磁鐵,16.磁鐵架,17.風(fēng)扇葉片，18.前連桿,19.前活塞,20.密封罩,21.磁鐵,22.后半擺盤,23.永久磁鐵,24.電磁鐵線圈,25.右擋板,26.錐形孔，27.前活塞缸，28.飛輪。

具體實(shí)施方式

在圖1~4中，在氣缸（4）中設(shè)置有兩個(gè)擋板：左擋板（12）和右擋板（25）。兩個(gè)擋板把擺盤分隔成前半擺盤（1）和后半擺盤（22）。前半擺盤（1）同前連桿（18）鉸接連接，前連桿（18）的另一端同前活塞（19）鉸接連接；后半擺盤（22）同后連桿（8）鉸接連接，后連桿（8）的另一端同后活塞（9）鉸接連接；兩半擺盤中心固定連接有球體（2），l型軸（3）的一端連接在球體（2）上，l型軸（3）的軸線通過球體（2）的中心，采用軸承連接使得球體（2）可以繞著l形軸（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，l形軸（3）的另一端連接在動(dòng)力軸（5）上，兩半擺盤（1）、（22）與動(dòng)力軸（5）通過l形軸（3）形成一定角度，經(jīng)過兩擋板（12）、（25）的限制，使得動(dòng)力軸（5）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩半擺盤（1）、（22）做章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。前半擺盤（1）同前連桿（18）的連接點(diǎn)位于前半擺盤（1）同左擋板（12）的交接附近，同樣后半擺盤（22）同后連桿（8）的連接點(diǎn)位于后半擺盤（22）同右擋板（25）的交接附近，且兩個(gè)點(diǎn)的連線通過兩擺盤形成的圓的圓心。這樣的連接使得前活塞（19）同前半擺盤（1）的運(yùn)動(dòng)相位有90度的差，后活塞（9）同后半擺盤（22）的運(yùn)動(dòng)相位有90度的差；兩組連接分別滿足斯特林循環(huán)規(guī)律的活塞運(yùn)動(dòng)相位角。因此隔板的兩側(cè)在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)分別各經(jīng)歷一次斯特林循環(huán)，這兩個(gè)循環(huán)時(shí)間上對(duì)稱，起到互相補(bǔ)充的作用。氣缸（4）側(cè)壁截面為鼓型，氣缸頂，氣缸底為錐形，氣缸周圈設(shè)置有回?zé)崞鳎?3），氣缸的兩半分別同兩個(gè)活塞缸相連通，兩個(gè)活塞缸另一端通過導(dǎo)管互相接通，氣缸頂部中心設(shè)置有錐形孔，錐形孔上部設(shè)置有密封罩對(duì)于兩個(gè)活塞（19）、（9）分別位于兩活塞缸（27）、（10）內(nèi),前活塞缸（27），同后活塞缸（9）之間連通有一導(dǎo)管（11），并密封連接。使得兩活塞缸的漏氣緩沖在導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)管內(nèi)可以充入一定量氣體，從而使活塞兩邊的氣壓差降低，不但可以防止氣體泄露，還可以降低壓差，降低活塞密封難度。l形軸（3）穿過氣缸（4）頂部的錐形孔（26）連接在動(dòng)力軸（5）上，動(dòng)力軸（5）穿過支架（6）上的軸承（7）連接在飛輪（28）上，飛輪（28）上連接有磁體裝置（14）。這些穿過氣缸（4）的錐形孔（26）的所有構(gòu)件被密封罩（20）同氣缸一起密封，降低了工質(zhì)泄露。獲得動(dòng)力輸出的途徑是連接在動(dòng)力活塞上的磁體裝置（14）同連接在密封罩（20）外部的從動(dòng)飛輪（17）上的磁鐵架（16）上的磁鐵（15）相互作用，來實(shí)現(xiàn)密封罩（20）內(nèi)的動(dòng)力向外輸出。磁鐵裝置（14）包含有永久磁鐵（23）及電磁鐵線圈（24），永久磁鐵（23）穿過電磁鐵線圈（24）中心，可以作為電磁鐵的鐵心，電磁鐵也可以給永久磁鐵（23）充磁，飛輪（28）被密封在腔體內(nèi)，溫度升高到永久磁鐵（23）的磁力消退后，由于電磁線圈（24）同設(shè)置在密封罩外的永久磁鐵（21）相互作用產(chǎn)生磁場(chǎng)可以繼續(xù)同從動(dòng)飛輪（17）上的磁鐵（15）相互作用，保持動(dòng)力輸出。從動(dòng)飛輪（17）上連接有風(fēng)扇葉片，可以給密封罩（20）及氣缸（4）的頂部降溫。本實(shí)施例主要以γ型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的形式進(jìn)行舉例說明，β型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和γ型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)原理相同，也包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)；其中動(dòng)力活塞也可以采用擺盤式動(dòng)力活塞代替，也屬于本發(fā)明范疇。