[发明专利]紧凑型斯特林发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种外燃式的发动机，具体为一种基于斯特林循环的紧凑型斯特林发动机。

背景技术

斯特林循环是一种以卡诺循环理论为基础提出的一种闭式循环过程，具有与卡诺循环相等的理论循环热效率，该技术首先由罗伯特.斯特林在十九世纪初提出。斯特林循环是将工质气体封闭在一定的空间内周斯性地进行加热、冷却，并在加热膨胀时对外做功，在冷却时被压缩而回到原状态，从而实现周期性循环过程。

现有的斯特林发动机结构形式多种多样，根据动力活塞与配气活塞的配置结合形式的不同大致可分为α型、β型、r型。其中α型的动力气缸是与加热器连接，但没有配气活塞；β型、r型的动力气缸都是与冷却器连接，这样的连接方式造成动力气缸始终是充满低温的工质气体，当动力气缸膨胀时，加热器加热的工质气体在流向动力气缸时会被回热器和冷却器冷却，从而降低了高温工质气体的做功能力，进而降低了整机运行效率。

现有的斯特林发动机的传动机构主要有：曲柄连杆机构、菱形传动机构、双臂曲柄机构、叉架式传动机构、斜盘传动机构。此类机构由于自身结构特点，在上下止点处的效率很低，从而影响整个行程内传动效率，而且在使用上述各型传动机构来实现配气活塞的动作时，配气活塞与动力活塞的运动相对相位差都保持在90度，斯特林发动机(公开号：CN 102017223A)采用90度同心正回凸轮来推动并拉动框形装置。但固定的90度相位角的传动方式并不能完全模拟斯特林循环过程，而且曲柄连杆类传动还存在不平稳的振动，动力活塞对动力气缸的内壁有侧压力等问题，增大了运动部件间的摩擦和密封空间的密封难度，进而影响斯特林发动机的平稳运行。

为了加强传热效果，很多斯特林发动机都采用外部加热器，配气活塞式斯特林发动机(公开号：CN101280737A)的方案由多根外露的加热管组成加热器管组来强化加热，容易造成加热器损坏，需密封的部位多，密封难度较大，并增大了整个发动机的体积；当工质气体在加热器中流动时，虽然加热效果好，但工质气体的流动阻力增大。

以上所述，导致现有斯特林发动机加热器结构复杂，整体结构不紧凑，体积偏大，密封难度大，实际运行效率低等问题

发明内容

紧凑型斯特林发动机所要解决的技术问题是发动机加热器结构复杂，整体结构不紧凑，体积偏大，密封难度大，实际运行效率低。