斯特林发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102027223A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102027223A(43)申请公布日2011.04.20(21)申请号200980117021.9(51)Int.Cl.(22)申请日2009.06.12F02G1/044(2006.01)(30)优先权数据61/060,8702008.06.12US(85)PCT申请进入国家阶段日2010.11.11(86)PCT申请的申请数据PCT/US2009/0471882009.06.12(87)PCT申请的公布数据WO2009/152419EN2009.12.17(71)申请人贝尔卡纳有限责任公司地址美国加利福尼亚州申请人奥斯汀·刘(72)发明人奥斯汀·刘(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243代理人张敬强权利要求书3页说明书12页附图16页(54)发明名称斯特林发动机(57)摘要本发明公开了一种执行斯特林循环的斯特林发动机。斯特林发动机可以具有通过90度同心正回凸轮和框形系统结合到凸轮轴的动力活塞和主置换器。斯特林发动机利用主置换器和辅助置换器实现了气态的工作流体转移。辅助置换器交替地在主置换器和动力活塞之间锁住，这使得主置换器在斯特林循环的冷却状态期间和斯特林循环的加热状态期间转移不同体积的气态工作流体。CN10273ACCNN102027223102027238AA权利要求书1/3页1.一种执行斯特林循环的斯特林发动机，所述发动机为从一个循环到另一个循环连续地反复使用其气态工作流体的闭环发动机，其包括：通过90度同心正回凸轮和框形系统结合到凸轮轴上的动力活塞和主置换器，辅助置换器，其中，斯特林发动机利用所述主置换器和所述辅助置换器实现气态工作流体的转移，其中，所述辅助置换器交替地锁在所述主置换器和所述动力活塞之间，这使得所述主置换器能够在斯特林循环的冷却阶段期间和斯特林循环的加热阶段期间转移不同体积的气态工作流体。2.根据权利要求1所述的斯特林发动机，其中，所述辅助置换器还能使所述动力活塞和所述主置换器以相同的体积运行，而所述辅助置换器影响气态工作流体的总体积。3.根据权利要求1所述的斯特林发动机，其中，所述动力活塞与所述主置换器同心地配置，这形成了所述动力活塞能在其中运动的发动机气缸，，而所述辅助置换器盖住所述主置换器和所述动力活塞，以将共用气缸内的体积分隔成两部分，一部分受热，一部分受冷。4.根据权利要求1所述的斯特林发动机，其中在所述动力活塞运动的气缸内，所述动力活塞与所述辅助置换器同心配置，而所述辅助置换器具有两个或多个插销，包括锁到所述主置换器的第一插销和锁到所述动力活塞的第二插销，以将共用气缸内的体积分隔成两部分，一部分受热，一部分受冷。5.根据权利要求3所述的斯特林发动机，其中回热器位于管道中，并且该管道位于1)所述置换器内部，或者2)所述气缸外部，并且所述管道将所述主置换器的冷源侧的体积和所述主置换器的热源侧的体积连通。6.根据权利要求4所述的斯特林发动机，其中回热器管道与所述主置换器的主体成为一体，并且在所述主置换器上面的体积和所述主置换器下面的体积之间提供通道，并且所述管道内的所述回热器由具有高的热传递/吸收性能的多孔材料制成。7.根据权利要求1所述的斯特林发动机，其中所述动力活塞、所述主置换器和所述辅助置换器配合一起来执行斯特林循环的四个不同阶段以提高效率和功率密度，在这种情况下，所述动力活塞操控斯特林发动机内部的体积，并且，所述主置换器在热源和冷源之间推动所述气态工作流体，以改变气态工作流体的温度，并且在斯特林循环的四个不同阶段中气态工作流体分布起因于操控所述动力活塞和所述主置换器运动的90度同心正回凸轮的几何结构。8.根据权利要求7所述的斯特林发动机，其中所述动力活塞和所述主置换器的运动是互斥的：当一个运动时，另一个必须保持静止，反之亦然，并且因此，所述动力活塞和所述主置换器两者的往复运动被每次在冲程末端暂停的间歇不时打断，这是另一个正在运动。9.根据权利要求1所述的斯特林发动机，其中所述90度同心正回凸轮具有等幅形状的凸轮轮廓，该凸轮轮廓作为它的运动部件具有两个周期，其中，框形装置保持静止用于所述凸轮旋转90度，并且无论从哪个方向测量，等幅的形状都是相同的幅度跨度，并且由此能在具有平行支承表面的、固定宽度的密配合的框形装置内自由转动。10.根据权利要求9所述的斯特林发动机，其中所述90度同心正回凸轮具有偏离所述凸轮几何中心的旋转中心，并且通过将凸轮的旋转中心设置为偏离凸轮的几何中心、但2CCNN102027223102027238AA权利要求书2/3页是处于构成90度同心正回凸轮的小同心弧线和较大同心弧线的共同中心点，该凸轮将会推动并且拉动凸轮框形装置来回运动而不需要弹簧，