[发明专利]一种旋转式斯特林发动机

说明书

本发明公开了一种外燃式发动机，特别涉及一种旋转式斯特林发动机，定子包括呈圆筒状的旋转环、呈放射状均匀布置在旋转环壁面上的若干个间隔板，间隔板与旋转环形成呈放射状的若干个工质腔，工质填充于工质腔内，间隔板设有连通间隔板两侧工质腔的过流孔，过流孔设有单向阀，定子包括呈圆筒状的导热板，导热板的壁面上设有呈放射状均匀布置的若干个腔体，若干个腔体包括一一间隔排列布置的热腔体和冷腔体，设有热源与热腔体连接，设有冷源与冷腔体连接，工质腔通过导热板与热腔体和冷腔体进行换热，可实现热能向机械能的转换。本方案提供一种新型的结构简单、成本低、动力响应快、效率高、使用寿命长的旋转式斯特林发动机。

技术领域

本发明涉及外燃式发动机的领域，特别涉及一种旋转式斯特林发动机。

背景技术

斯特林发动机是一种封闭式热力发动机，对于燃料的适应性比传统内燃机更加广泛，它具有环保、安全、低成本的优点，目前，在全世界新能源领域得到了广泛应用，斯特林发动机的工作原理是使工质气体在一个封闭空间内周期性接触冷、热体，通过工质热胀冷缩作用实现对外做功。工质置换是指将工质从冷腔转移到热腔或从热腔转移到冷腔，它是实现斯特林发动机的关键，传统斯特林发动机以传统活塞汽缸为主要部件，需要机械连杆等将活塞的直线运动转化为圆周运动。现有的斯特林发动机存在以下缺点：1、成本高：耐热部件寿命低烧蚀大，动密封困难、寿命短，膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高；2、功率调整不够方便迅速：因为现有斯特林发动机是利用空气冷热温差带动活塞来做功，由于热源来自外部，因此发动机需要经过一段时间才能响应用于气缸的热量变化(通过气缸壁将热量传导给发动机内的气体需要很长时间)发动机内的空气温度的增、减不可能太快，功率加、减速也就不可能太迅速；3、功率、推重比低：现有斯特林发动机是热源传热使工质膨胀再推动活塞，以至功率密度低，实现功率突破难度较大；4、能量损耗量较大：做功时冷热空气混和，导致无效的热量损耗，热效率低，也是功率、推重比低的原因之一；5、同样缸径时，与内燃机相比较输出扭矩不如内燃机大。

人们为了做大比功率，为了和内燃机比拼。把斯特林机升了温度，换了工质，加了压力，还必须再顾及到高温高压条件下的耐腐蚀，密封，润滑，耐磨，导热，隔热，耐压，外部高温热交换，低温热交换，燃烧室耐腐蚀……为了达到能够使用的维保周期和能应对的维护难度，无一不是动用了当今的最新技术最高科技，对斯特林机的发展有一定成果，但成本也是高得难以普及，维保周期、维护难度和效率等还是未够理想，只能用在军事等高价值的场合，还不能成为大批量使用的发动机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：结合以上现有的技术，提供一种新型的结构简单、成本低、动力响应快、效率高、使用寿命长的旋转式斯特林发动机。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种旋转式斯特林发动机，包括热源、冷源、工质，其特征在于：包括定子、可绕定子转动的转子，所述的转子包括呈圆筒状的旋转环、呈放射状均匀布置在旋转环壁面上的若干个间隔板，若干个所述的间隔板的内端与旋转环的壁面固定连接，若干个所述的间隔板沿旋转环的轴向方向延伸，若干个所述的间隔板与旋转环形成呈放射状的若干个工质腔，若干个所述的间隔板设有连通间隔板两侧工质腔的过流孔，所述的过流孔的内侧固接有单向阀，所述的定子包括呈圆筒状的导热板，所述的导热板的壁面上设有呈放射状均匀布置的若干个腔体，若干个所述的腔体沿导热板的轴向方向延伸，若干个所述的腔体包括一一间隔排列布置的热腔体和冷腔体，若干个所述的间隔板的外端与导热板的壁面接触，所述的旋转环的两端均设有封板，若干个所述的工质腔的两端通过封板密封，所述的工质填充于若干个所述的工质腔内，所述的热源与热腔体连接，所述的冷源与冷腔体连接。

作为上述技术方案的进一步改进，若干个所述的间隔板沿旋转环的轴向均匀设置若干个过流孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的单向阀包括与过流孔的内径相匹配的阀体、弹簧，所述的阀体设置在过流孔的左端，所述的弹簧左端与阀体的右壁连接，所述的弹簧右端与过流孔的内壁连接。