專利名稱：一種熱氣機用機身的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱氣機，尤其是熱氣機用機身。
背景技術：
機身是熱氣機的關鍵零部件之一，特別是對于四缸雙作用熱氣機，機身結構極其復雜，其內部布置有熱氣機缸套安裝孔、工質流道、冷卻水流道，同時機身還是熱氣機加熱器、壓力殼等部件的安裝基體，上部連接外燃系統(tǒng)，下部連接傳動系統(tǒng)，組成熱氣機整體。專利號為ZL2010201614031的中國專利公開了一種熱氣機用組合式機身，包括上機身和下機身，上機身和下機身是分離式的，二者通過螺栓連接成一體；在上機身內布置有冷卻水流道；在下機身上布置有工質流道。該機身具有布置緊湊、工藝性好、重量輕的優(yōu)點，該機身可以滿足小型熱氣機使用，但該機身還存在以下不足1、該機身只設置了一個冷卻水進口和一個冷卻水出口，使得離冷卻水進口較遠的缸套或冷卻器冷卻效果較差，導致四個缸的工質溫度存在差異，從而影響了熱氣機效率。2、上述組合式機身，上機身、下機身和內部冷卻水流道和工質流道采用焊接結構，這對于較大功率的熱氣機，如50kW以上功率的熱氣機，由于安裝在機身上的缸套、冷卻器、回熱器，以及外燃系統(tǒng)重量較大，且工質壓力較高，組合式的機身強度難以滿足要求。3、上述機身多適用環(huán)形回熱器和冷卻器結構的熱氣機，也就是冷卻器布置在缸套外周，同軸布置的環(huán)形冷卻器，對于缸套和冷卻器分開布置的熱氣機，機身設計就相當復雜，大量的焊接管路易增加泄漏風險，降低可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種熱氣機用機身，解決了傳統(tǒng)的機身冷卻水管路布置復雜，冷卻效果不均勻，導致熱氣機四個缸的缸內工質溫度不均勻的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種熱氣機用機身，所述的機身為一體式的，在所述的機身上設置有安裝熱氣機缸套用的四個方形布置的缸套安裝孔和安裝冷卻器用的冷卻器安裝孔，以及冷卻水進口和冷卻水出口和冷卻器流道，所述的冷卻器安裝孔與缸套安裝孔是分開布置的，冷卻器安裝孔布置在相鄰的缸套安裝孔附近；所述的冷卻水進口和冷卻水出口各為一個；冷卻水流道分為外流道和內流道，外流道的冷卻水與冷卻器安裝孔相聯(lián)通，用于冷卻冷卻器，內流道的冷卻水與缸套安裝孔相聯(lián)通，用于冷卻缸套；在所述的1#缸套安裝孔和遠端的3#缸套安裝孔之間，還設置有冷卻水補充流道，用于增加遠端的3#缸套的冷卻效果。優(yōu)選地，上述的熱氣機用機身，所述的冷卻水補充流道設置為2個或多個，在每個流道的一端設置有一個帶有小孔的螺塞，用于調節(jié)控制流量。優(yōu)選地，上述的熱氣機用機身，所述的機身采用鑄鋁材料整體鑄造而成，所述的缸套安裝孔和冷卻器安裝孔采用先鑄造再機加工的工藝方式。優(yōu)選地，上述的熱氣機用機身，冷卻水外流道沿1#缸套安裝孔和3#缸套安裝孔的中心線對稱地分成外流道一和外流道二兩路，流經(jīng)外流道一的冷卻水依次流經(jīng)2#冷卻器安裝孔和3#冷卻器安裝孔，流經(jīng)外流道二的冷卻水依次流經(jīng)1#冷卻器安裝孔和4#冷卻器安裝孔，。優(yōu)選地，上述的熱氣機用機身，冷卻水內流道分成內流道一、內流道二和補充流道三路；內流道一、內流道二沿1#缸套安裝孔和3#缸套安裝孔的中心線對稱分布；冷卻水從內流道進口流入，流經(jīng)1#缸套安裝孔后分別進入內流道一、內流道二和補充流道，最后在3#缸套安裝孔處匯合成一路經(jīng)內流道出口流出。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的機身，對分離布置的缸套和冷卻器分別采用內流道和外流道冷卻水進行冷卻，增加了冷卻效果，同時為保證四個缸套的冷卻均勻性，增設了補充流道。采用上述方案試制了一個機身，并進行了整機試驗，試驗結果表明，增設補充流道后，四個缸的工質溫差顯著降低，最大溫差不到10°c，熱氣機效率也有一定程度的提高。此外，本發(fā)明采用了一次成型的鑄造制造工藝，提高了生產(chǎn)效率，縮短了加工周期，降低了生產(chǎn)成本。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明的結構剖面示意圖。其中1-1#冷卻器安裝孔I ;2-1#缸套安裝孔2 ;3_冷卻水進口 3 ;4_2#冷卻器安裝孔
4；5-2#缸套安裝孔5 ；6-3#冷卻器安裝孔6 ；7~3#缸套安裝孔；8_冷卻水出口 8 ；9-4#冷卻器安裝孔；10-4#缸套安裝孔10 ;31_外流道二 ；32-內流道進口 32 ;33_外流道一 ；34_外流道一 ；35_外流道一 ；36_內流道出口 36 ;37_外流道二 ；38_外流道二 ；321_內流道二 ；322-內流道一 322 ；323-補充流道；324_內流道一 ；325_內流道二。
具體實施例方式圖1所示為本發(fā)明的一個實施例，該機身為一體式的，為提高生產(chǎn)效率，降低成本，本機身采用鑄鋁材料整體鑄造而成再機加工的工藝方式。該機身上設置有安裝熱氣機缸套用缸套安裝孔和安裝冷卻器用的冷卻器安裝孔，該機身適用于缸套和冷卻器分開布置的熱氣機。機身上缸套安裝孔呈方形布置，在每個缸套安裝孔附近設置有一個冷卻器安裝孔。在機身上還設置冷卻水流道和工質流道，為方便外圍管路布置，本機身只設置了一個冷卻水進口 3和一個冷卻水出口 8。為提高冷卻效果，冷卻水流道分成了兩路，包括外流道和內流道，外流道的冷卻水與冷卻器安裝孔相聯(lián)通，用于冷卻冷卻器，內流道的冷卻水與缸套安裝孔相聯(lián)通，用于冷卻缸套。冷卻水外流道沿1#缸套安裝孔2和3#缸套安裝孔7的中心線對稱地分成外流道一 33、34、35和外流道二 31、37、38兩路，流經(jīng)外流道一 33的冷卻水依次流經(jīng)2#冷卻器安裝孔4和3#冷卻器安裝孔6，流經(jīng)外流道二 31的冷卻水依次流經(jīng)1#冷卻器安裝孔I和4#冷卻器安裝孔9，外流道在鑄造時一次成型。冷卻水內流道分成內流道一322、324和內流道二321、325兩路，內流道一322、324和內流道二 321、325沿1#缸套安裝孔2和3#缸套安裝孔7的中心線對稱分布；冷卻水從內流道進口 32流入，流經(jīng)1#缸套安裝孔2后分別進入內流道一 322、內流道二 325，內流道一 322、324流經(jīng)4#缸套安裝孔10，內流道二 321、325流經(jīng)2#缸套安裝孔5，內流道一 322、324和內流道二 321、325最后在3#缸套安裝孔7處匯合成一路經(jīng)內流道出口 36流出。對于四缸雙作用熱氣機而言，由于熱氣機布置緊湊，熱氣機熱負荷大，對于缸套的冷卻十分關鍵，在冷卻水進、出口各只有一個的前提下，冷卻水分外流道和內流道兩路分別去冷卻冷卻器和缸套，一般情況下，經(jīng)過冷卻第一組缸套和冷卻器后冷卻水的溫度將上升，而溫度已上升的冷卻水再去冷卻第二組缸套和冷卻器時，被冷卻的缸套和冷卻器的工質溫度將較前一組的上升，從而導致熱氣機各缸的工質在溫度和壓力方面存在差異，使熱氣機的整機性能和各缸的輸出功的均衡性出現(xiàn)差異。為提高熱氣機四個缸的冷卻效果均勻性，改善工質溫度均勻性，在1#缸套安裝孔2和遠端的3#缸套安裝孔7之間，設置了冷卻水補充流道323，用于增加遠端的3#缸套的冷卻效果。補充流道323的流量大小通過數(shù)值模擬計算，設計出所需流道的通徑，補充通道既可以直接加工成型，為均勻分布流場，本機身通過設計了 2個或多個補充流道323，多個補充流道323 —般沿缸套軸向上下布置，間隔一定距離。同時為提高工藝性，方便調節(jié)流量，在每個流道的一端，設置有一個帶有一定直徑小孔的螺塞，用于調節(jié)控制流量，如果需要增大補充流道323的流量，采用通徑較大的螺塞，反之采用通徑較小的螺塞。這種結構，滿足了在冷卻水一進一出的情況下，使4個缸套和4個冷卻器得到均勻冷卻，從而滿足熱氣機4個缸內工質溫度均勻的目的。本發(fā)明采用一進一出冷卻水管路設計，簡化了其它熱氣機采用的二進二出的冷卻水管路設計，冷卻效果相同的前提下結構更為簡單可靠。此外，機身采用一次鑄造成型的制造工藝，提高了生產(chǎn)效率，縮短了加工周期，降低了生產(chǎn)成本。本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利保護范圍的限制，只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利保護的范圍。
權利要求
1.一種熱氣機用機身，所述的機身為一體式的，在所述的機身上設置有安裝熱氣機缸套用的四個方形布置的缸套安裝孔(2、5、7、10)和安裝冷卻器用的冷卻器安裝孔(1、4、6、9)，以及冷卻水進口(3)和冷卻水出口(8)和冷卻器流道，其特征在于所述的機身上每個缸的冷卻器安裝孔與缸套安裝孔是分開布置的，冷卻器安裝孔布置在相鄰的缸套安裝孔附近；所述的冷卻水進口(3)和冷卻水出口(8)各為一個；冷卻水流道分為外流道和內流道，外流道的冷卻水與冷卻器安裝孔(1、4、6、9)相聯(lián)通，用于冷卻冷卻器，內流道的冷卻水與缸套安裝孔(2、5、7、10)相聯(lián)通，用于冷卻缸套；在所述的1#缸套安裝孔(2)和遠端的3#缸套安裝孔(7)之間，還設置有冷卻水補充流道(323)，用于增加遠端的3#缸套的冷卻效果。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱氣機用機身，其特征在于所述的冷卻水補充流道(323)設置為2個或多個，在每個流道的一端設置有一個帶有小孔的螺塞，用于調節(jié)控制流量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的熱氣機用機身，其特征在于所述的機身采用鑄鋁材料整體鑄造而成，所述的缸套安裝孔(2、5、7、10)和冷卻器安裝孔(1、4、6、9)采用先鑄造再機加工的工藝方式。
4.根據(jù)權利要求3所述的熱氣機用機身，其特征在于冷卻水外流道沿1#缸套安裝孔(2)和3#缸套安裝孔(7)的中心線對稱地分成外流道一和外流道二兩路，流經(jīng)外流道一的冷卻水依次流經(jīng)2#冷卻器安裝孔(4)和3#冷卻器安裝孔(6)，流經(jīng)外流道二的冷卻水依次流經(jīng)1#冷卻器安裝孔(I)和4#冷卻器安裝孔(9)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的熱氣機用機身，其特征在于冷卻水內流道分成內流道一(322、324)、內流道二(321、325)和補充流道(323)三路；內流道一(322、324)、內流道二(321.325)沿1#缸套安裝孔(2)和3#缸套安裝孔(7)的中心線對稱分布；冷卻水從內流道進口(32)流入，流經(jīng)1#缸套安裝孔(2)后分別進入內流道一(322、324)、內流道二(321、325)和補充流道(323)，最后在3#缸套安裝孔(7)處匯合成一路經(jīng)內流道出口(36)流出。
6.根據(jù)權利要求4所述的熱氣機用機身，其特征在于冷卻水內流道分成內流道一(322、324)、內流道二(321、325)和補充流道(323)三路；內流道一(322、324)、內流道二(321.325)沿1#缸套安裝孔(2)和3#缸套安裝孔(7)的中心線對稱分布；冷卻水從內流道進口(32)流入，流經(jīng)1#缸套安裝孔(2)后分別進入內流道一(322、324)、內流道二(321、325)和補充流道(323)，最后在3#缸套安裝孔(7)處匯合成一路經(jīng)內流道出口(36)流出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱氣機用機身，在一體式機身上設置有四個方形布置的缸套安裝孔和冷卻器安裝孔，以及冷卻水進口和冷卻水出口和冷卻器流道，冷卻器安裝孔與缸套安裝孔是分開布置的，冷卻器安裝孔布置在相鄰的缸套安裝孔附近；冷卻水進口和冷卻水出口各為一個；冷卻水流道分為外流道和內流道，外流道的冷卻水與冷卻器安裝孔相聯(lián)通，用于冷卻冷卻器，內流道的冷卻水與缸套安裝孔相聯(lián)通，用于冷卻缸套；在1#缸套安裝孔和遠端的3#缸套安裝孔之間，還設置有冷卻水補充流道，用于增加遠端的3#缸套的冷卻效果；該機身具有結構簡單，冷卻效果的特點，適合斯特林發(fā)動機使用。
文檔編號F02G1/053GK103016203SQ201210533450
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權日2012年12月12日
發(fā)明者朱辰元, 顧根香, 梁鵬飛, 凌虹, 周建明, 劉靖飆, 梁偉青 申請人:上海齊耀動力技術有限公司