电加热斯特林发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108730068A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201710281740.0(22)申请日2017.04.23(71)申请人金虎杰地址133002吉林省延吉市公园街园月委29组3单元501号(72)发明人金虎杰(51)Int.Cl.F02G1/043(2006.01)F02G1/055(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图8页(54)发明名称电加热斯特林发动机(57)摘要在加热气缸20的内底部设置电加热装置5，在该气缸外底部设置绝热保温材料12，并在该气缸内部设置气密滑动的活塞21，该活塞与曲轴9通过连杆10铰链连接。在气缸22内部设置与曲轴9通过连杆10铰链连接的气密滑动活塞23，在该气缸的外部设置冷却器7。对电加热装置5通电加热气缸20内的工作气体，启动飞轮8，活塞21和活塞23沿着各自轴线上下滑动，整体连续运转。电加热装置也可以设置在气缸外，并用绝热保温材料包裹电加热装置和气缸，能保证电能全部转化为工作气体的热能。电加热斯特林发动机的特点是，电能全部转化为工作气体的热能，通过测得飞轮等机械运动的功率，能得到斯特林发动机的效率，对改善设计具有实验参考意义。CN108730068ACN108730068A权利要求书1/1页1.一种电加热斯特林发动机，具有：相互连通的腔体；气缸，设置在所述腔体的端处；活塞，设置在所述气缸内，沿气缸轴向做滑动；电加热装置，设置在所述的腔体上，能加热腔体内工作气体；冷却器，设置在所述腔体上，能冷却腔内工作气体。2.根据权利要求1所述的电加热斯特林发动机，其特征在于，所述的电加热装置设置在所述的腔体的内部，在电加热装置上设置电加热引线，使电加热引线从所述电加热装置电绝缘地穿过腔体引出到腔体外部，这种腔体内配置电加热装置设置在阿尔法(α)型斯特林发动机、贝塔(β)型斯特林发动机、伽马(γ)型斯特林发动机、曼森(manson)型斯特林发动机和热声式斯特林发动机上。3.根据权利要求1和权利要求2所述的电加热斯特林发动机，其特征在于，所述的腔体的外部，与电加热装置相对应的位置处设置绝热保温材料。4.根据权利要求1所述的电加热斯特林发动机，其特征在于，所述的电加热装置设置在所述的腔体外部，这种腔体外配置电加热装置设置在阿尔法(α)型斯特林发动机、贝塔(β)型斯特林发动机、伽马(γ)型斯特林发动机、曼森(manson)型斯特林发动机和热声式斯特林发动机上。5.根据权利要求1和权利要求4所述的电加热斯特林发动机，其特征在于，所述的电加热装置的外部设置绝热保温材料。2CN108730068A说明书1/6页电加热斯特林发动机技术领域[0001]本发明涉及一种发动机，特别是一种电加热斯特林发动机。背景技术[0002]斯特林发动机又名热气机，是外燃机的一种。通过工作气体的受热膨胀遇冷收缩而产生动力，其理论效率等于卡诺循环效率。斯特林发动机根据不同的结构形式，分为阿尔法(α)型斯特林发动机、贝塔(β)型斯特林发动机、伽马(γ)型斯特林发动机、曼森(Manson)型斯特林发动机和热声式斯特林发动机，其共同特点是，存在相互连通的腔体，腔体的端处设置气缸，在气缸内设置往复运动的活塞，有加热装置和冷却装置，燃料是在腔体外燃烧，对加热装置进行加热，通过腔体壁把燃烧产生的热能传递到腔体内的工作气体，该工作气体在冷却装置处放出部分热量，另一部分热量用于推动气缸内的动力活塞做功，这种工作气体在腔体内受热膨胀遇冷收缩，带动动力活塞往复运动，实现热能到机械能的转换。加热腔体内工作气体的另一种方法是，通过腔体外的光，如太阳光等，照射到加热装置上，使光的辐射能转化成加热工作气体的热能，该热能的一部分加热腔体内的工作气体，另一部分在腔体外损失。这两种加热工作气体方式的特点是产生的热量不能全部传递到腔体内的工作气体，一部分热量在加热装置处向周围的空间散发热量而损失。特别是现有的斯特林发动机模型由于采用明火对气缸缸体进行加热，存在火灾隐患和对操作人员烧伤危险。发明内容[0003]设计斯特林发动机主要考虑两个因素：第一提高燃料燃烧产生的热能进入腔体内加热工作气体的百分比；第二提高被加热的腔体内工作气体的热能转化为机械能的百分比，即提高有用功占进入腔体内能量的百分比。因此两个因素综合考虑时，提高转换成机械运动能量占总能量的百分比。进入腔体内的热能转化为机械能的有用功，所涉及的设计因素很多，由此通过测量进入腔体内的能量转化为机械能的有用功的实验，来改善设计方案，提高效率。但是进入腔体内的热能占总能量的百分比难以确定。目前采用的一般测量效率的方法是测量燃料燃烧而产生的机械能和燃料燃烧值比值，也就是产生机械能的有用功与燃料燃烧产生的热能的比值，即总效率，