專利名稱：零泄漏式斯特林機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，其中汽車應(yīng)用的數(shù)量是最多的，給人類生 活帶來了諸多便利，但其熱/機(jī)轉(zhuǎn)換效率一般是在20 % 40 %之間，其余60 % 80 %的熱 能無法利用而需要向外排放，同時因燃料不能完全燃燒，其尾氣將向空氣中排放大量的污 染氣體，使空氣受到嚴(yán)重的污染，具統(tǒng)計這些是造成地球環(huán)境變暖的主要原因之一。給人類 將來的生活環(huán)境帶來了無法挽回的損失與破壞。斯特林發(fā)動機(jī)是斯特林于1816年發(fā)明的。斯特林發(fā)動機(jī)是獨特的熱機(jī)，因為他們 理論上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特林發(fā)動機(jī)是通過氣體受熱 膨脹、遇冷收縮而產(chǎn)生動力的。這是一種外燃發(fā)動機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣 (或氦)作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過程。 由于外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運 行成本。但是，斯特林發(fā)動機(jī)還有許多問題要解決，例如功率/重量比小，及密封困難而無 法實現(xiàn)零泄漏的問題等。所以，還不能成為大批量使用的發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率低(在20% 40%之間)，燃燒不完全 而向空氣中排放大量的污染氣體的問題，及現(xiàn)有斯特林發(fā)動機(jī)還存在功率/重量比小，及 密封困難而無法實現(xiàn)零泄漏的問題等。進(jìn)而提出了一種零泄漏式斯特林機(jī)。它包括斯特林機(jī)、通氣閥門、氣體工質(zhì)、密閉殼體；斯特林機(jī)的封閉空腔連接有一個對外通氣閥門，通氣閥門的導(dǎo)通起始點為斯特林 機(jī)的封閉空腔內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值到再旋轉(zhuǎn)20度之間，通氣閥門的導(dǎo) 通角為5度至25度，將上述斯特林機(jī)所有部件的活動密封處及通氣閥門的對外通氣端口都 封閉在一個密閉殼體中，密閉殼體內(nèi)的氣體工質(zhì)的壓力為1 300個大氣壓(在機(jī)械強度 允許的情況下加壓)或更高。本發(fā)明能將燃料的燃燒熱能直接高效的轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，因外部都為靜密封，而能 實現(xiàn)零泄漏，其內(nèi)部的活動密封件技術(shù)采用現(xiàn)有技術(shù)就能滿足其工作要求，因而它的氣體 工質(zhì)的壓力可以很高(幾百個大氣壓，只要機(jī)械強度夠就可以)，進(jìn)而能實現(xiàn)超大的功率/ 重量比，進(jìn)一步縮小裝置的體積和減小重量，實現(xiàn)高效節(jié)能。其熱能/機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率為20 % 80 %，加熱溫度越高，其熱轉(zhuǎn)換效率越高。其 總零件數(shù)為現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)總零件數(shù)的30%以下。其熱端的材料及燃燒室的材料應(yīng)用現(xiàn)有材料即可能實現(xiàn)，例如可用現(xiàn)有高耐溫陶 瓷，其耐溫為130(TC 170(TC，或不銹鋼等材料，即制造成本低廉，而能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)銷售的目的。由于燃料是持續(xù)不斷地燃燒，這就有可能把不希望在外面產(chǎn)生的污染物降低到最 小限度，進(jìn)而降低了環(huán)境污染，即實現(xiàn)完全燃燒。具體技術(shù)效果可加壓力根據(jù)其機(jī)械強度而定，無其它限制；1、其輸出功率與壓 力成大于正比關(guān)系，(例如內(nèi)部為1個大氣壓時，輸出為100W時；當(dāng)將內(nèi)部壓力增加到2 個大氣壓時，其輸出功率> 200W ；內(nèi)部為3個大氣壓時，輸出> 300W-因轉(zhuǎn)數(shù)也隨之升高； 同時所用熱能也按比例增加)。2、其內(nèi)部壓力值在工作運轉(zhuǎn)時或非工作狀態(tài)時都可隨時通 過外部壓氣裝置增壓或放氣減壓來調(diào)節(jié)，既能實現(xiàn)輸出功率的隨時快速調(diào)節(jié)(熱源發(fā)出的 熱能量也要相應(yīng)調(diào)整；熱源熱能量單獨調(diào)節(jié)時，輸出功率不能快速變化)。同時它還保持了原有高轉(zhuǎn)換率的性能(其理論上的效率幾乎等于理論最大效 率-卡諾循環(huán)效率)。它還具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲極小、結(jié)構(gòu)簡單、對材料要求低、使用方便、維 護(hù)費用低、使用壽命長、功率/重量比大的優(yōu)點。而適合大批量的生產(chǎn)銷售推廣使用。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式由斯特林機(jī)1、通氣閥門 2、氣體工質(zhì)3、密閉殼體4組成；斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1連接有一個對外通氣閥門2，通氣閥門2的導(dǎo)通起始 點為斯特林機(jī)ι的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值到再旋轉(zhuǎn)20度之 間，通氣閥門2的導(dǎo)通角為5度至25度，將上述斯特林機(jī)1所有部件的活動密封處及通氣 閥門2的對外通氣端口 2-1都封閉在一個密閉殼體4中，密閉殼體4內(nèi)的氣體工質(zhì)3的壓 力為1 300個大氣壓(在機(jī)械強度允許的情況下加壓)或更高。所述斯特林機(jī)1的轉(zhuǎn)軸1-2可與密閉殼體4內(nèi)設(shè)置的發(fā)電機(jī)5連動或通過磁力聯(lián) 軸器將機(jī)械能傳遞到密閉殼體4的外部。所述通氣閥門2的動作可由凸輪機(jī)構(gòu)、曲軸機(jī)構(gòu)或傳感器電控實現(xiàn)。斯特林機(jī)的工作的熱源來自各種燃料、太陽能、其它發(fā)熱熱源等，具體燃料可選汽 油、柴油、酒精、甲醇、液化汽、天然氣、煤氣或混合型液態(tài)燃料等。本裝置的高溫部分應(yīng)處在保溫絕熱的殼體中，以防止熱量的散失。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處 在等于外界壓力值處。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處 在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)5度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處 在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)10度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處 在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)15度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處 在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)19度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通角為6度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通角為10度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于所述通氣閥門2的導(dǎo)通角為15度。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式在具體實施方式
一的基 礎(chǔ)上增加有緩沖氣罐6 ；密閉殼體4與緩沖氣罐6連通。其它組成和連接與具體實施方式
一相同。防止因密閉殼體4內(nèi)部容氣空間過小，使密閉殼體4的內(nèi)部壓力因斯特林機(jī)1的 做功活塞運動而壓力變化過大的問題。工作原理斯特林機(jī)1，受熱旋轉(zhuǎn)工作時，斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓 力正好處在等于外界壓力值時，當(dāng)通氣閥門2導(dǎo)通后內(nèi)外壓力會自動平衡，使下一周的轉(zhuǎn) 動處于系統(tǒng)平衡點最優(yōu)狀態(tài)，因而能克服因動密封微小漏氣而影響系統(tǒng)平衡點穩(wěn)定度的問 題，同時密閉殼體4內(nèi)壓力快速變化時，斯特林機(jī)1的封閉空腔1-1內(nèi)部系統(tǒng)壓力也能快速 跟隨的進(jìn)行自動平衡，又因斯特林機(jī)1的內(nèi)部系統(tǒng)壓力越大，其輸出功率越大，進(jìn)而能實現(xiàn) 只要能快速控制密閉殼體4內(nèi)的壓力，就能快速實現(xiàn)斯特林機(jī)1的輸出功率大小的調(diào)節(jié)。 使其更具有實用性。斯特林機(jī)1內(nèi)部的活動密封部件所承受的密封壓力僅為做功時的壓力 差，而降低了密封難度，進(jìn)一步的降低造價。
權(quán)利要求
1.零泄漏式斯特林機(jī)，它包括斯特林機(jī)(1)、通氣閥門O)、氣體工質(zhì)C3)密閉殼體⑷；其特征在于斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)連接有一個對外通氣閥門O)，通氣閥門 (2)的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力 值到再旋轉(zhuǎn)20度之間，通氣閥門( 的導(dǎo)通角為5度至25度，將上述斯特林機(jī)(1)所有部 件的活動密封處及通氣閥門( 的對外通氣端口(2-1)都封閉在一個密閉殼體中，密 閉殼體內(nèi)的氣體工質(zhì)(3)的壓力為1 300個大氣壓或更高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門( 的導(dǎo)通起 始點為斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門( 的導(dǎo)通 起始點為斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)5 度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門( 的導(dǎo)通起 始點為斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)10度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門O)的導(dǎo)通起 始點為斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)15度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門( 的導(dǎo)通起 始點為斯特林機(jī)(1)的封閉空腔(1-1)內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值再旋轉(zhuǎn)19度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門( 的導(dǎo)通角 為6度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門O)的導(dǎo)通角 為10度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于所述通氣閥門O)的導(dǎo)通角 為15度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零泄漏式斯特林機(jī)，其特征在于它增加有緩沖氣罐(6)；密 閉殼體(4)與緩沖氣罐(6)連通。
全文摘要
零泄漏式斯特林機(jī)，它涉及的是熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。它是為了克服現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率低，燃燒不完全而向空氣中排放大量的污染氣體的問題，及現(xiàn)有斯特林發(fā)動機(jī)還存在功率/重量比小，及密封困難而無法實現(xiàn)零泄漏的問題等。斯特林機(jī)的封閉空腔連接有一個對外通氣閥門，通氣閥門的導(dǎo)通起始點為斯特林機(jī)的封閉空腔內(nèi)部系統(tǒng)壓力正好處在等于外界壓力值到再旋轉(zhuǎn)20度之間，通氣閥門的導(dǎo)通角為5度至25度，斯特林機(jī)所有部件的活動密封處及通氣閥門的對外通氣端口都封閉在一個密閉殼體中，密閉殼體內(nèi)的氣體工質(zhì)的壓力為1～300個大氣壓或更高。本發(fā)明能將燃料的燃燒熱能直接高效的轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，能實現(xiàn)零泄漏，超大的功率/重量比，轉(zhuǎn)換效率為20％～80％。
文檔編號F02G1/053GK102072043SQ20111002906
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者雷濤 申請人:雷濤