[发明专利]低温差新型斯特林发动机

说明书

本发明公开了一种低温差新型斯特林发动机,这种低温差新型斯特林发动机是由一种半导体冷热片替代外部燃料燃烧作为该新型斯特林发动机的驱动动力；包括但不仅限于，气缸体、动力气缸、动力活塞、冷气缸、配气活塞、连杆、回热器；低温差新型斯特林发动机通过改良了集热排冷的驱动方法及措施，提高了循环热效率，使其做功动力大幅提升，具有无震动噪音、实时温度控制、可控温差范围等特点，无论是对环境保护还是节能减排，都有着非常重要的积极意义。

技术领域：

本发明涉及一种低温差斯特林发动机，尤其涉及一种采用半导体冷热片替代外部燃料燃烧作为动力，并以机械扭力摇臂带动旋转轴作为该动力输出的驱动方法。

背景技术：

当今世界石油资源日益短缺，传统内燃机，由于使用石油资源，加剧了能源问题，而能源是人类社会发展的重要基础资源。因此，节能减排就成为一个永久的话题。

随着科学技术的迅速发展，人们在不断完善现有内燃机的同时，还在努力探索开发新型的动力机，热气机也是在这样的背景下设计成功的。

斯特林发动机(Stifling engine，又名热气机)是一种外燃的闭式、循环往复活塞式热力发动机，由苏格兰牧师雷伯尔特·斯特林在1816年发明；它理想的热力循环称作斯特林循环(即：概括性卡诺循环)。

斯特林发动机是一种二行程发动机，是利用燃料的热能来工作的动力机。斯特林发动机工作时，里面有气体工质作功，用于作功的气体可采用具有比功率高，流阻损失小的特种气体，一般将导热率高的气体密封(如：氦气、氢气、空气等)，由活塞的运动来实现气体的流动，使气体在高温条件下膨胀，在较低湿度下压缩；膨胀后的气体被重新压回加热腔，使气体在气缸和加热装置内实施热力循环，不需换气，达到热能对机械能的连续转换；斯特林发动机做功气体温度比内燃机爆发2000℃以上的温度要低的多，一般在700℃以下，因此作功气体传给冷却介质被带出机外的热能相对很少，所以同温度下其理论效率最高。

近年来，比较热门的研究领域就是低温差斯特林发动机。最著名的当属美国威斯康辛大学Senft教授研制的Ringbom斯特林发动机，只需0.5℃的温差就能以60r/min的速度运转。低温差斯特林发动机由于工作参数低，因此结构简单、造价便宜、寿命长，也适合用作余热回收发电动力。

传统斯特林发动机的做功方式，一般都是采用对气缸外部进行加热和冷却，通过外部燃料燃烧对气缸内的气体释放热能，被压缩的气体接受热能后进入缸内膨胀，推动活塞式曲轴带动外界负荷而旋转；另外，现有的斯特林发动机，为避免加热制冷装置影响配气气缸做功，大多把加热制冷装置安装在气缸的外部两侧，这种结构大大制约和降低了斯特林发动机的有效做功效率。

本发明低温差新型斯特林发动机就是基于以上理论和客观存在的不足研发改进而来。

发明内容：

本发明目的是提供一种不用燃料燃烧、装置一种小功率的半导体冷热片直接对气缸内的工质进行加热制冷，以改进和优化动力传输方式，从而获得更高功率的低温差斯特林发动机。

本发明的技术方案为：

1、通过装置在回热器中间、以高质量铜管做导体，紧密包裹半导体冷热片左右两面，分别对回热器里的工质进行直接加热制冷，达到替代外部燃料燃烧的做功效果。

2、通过改进传统的曲轴带动外界负荷的动力输出方式，把曲轴换装成一种扭力摇臂带动一定倾斜角的旋转轴，优化了动力输出，节约了空间，使得动力传输方式科学合理。

3、通过对半导体冷热片的反向使用，取代传统的发电机对外发电，节约了成本以及空间。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：发动机做功效率更强劲、振动噪音低、无污染，传动方式科学合理，动力输出更均匀，制造工艺简单，是目前较为理想的动力机。

附图说明