本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是涉及一種活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)能源的強(qiáng)烈需求，環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)越來(lái)越重視，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)屬于外燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部工質(zhì)的受熱膨脹、遇冷收縮原理將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。然而，在此過(guò)程中，給工質(zhì)加熱并達(dá)到一定的溫度是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。普通的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括加熱源、熱缸套、活塞、冷缸套、配氣活塞和活塞連桿、曲柄、飛輪、機(jī)架等原件；加熱源直接給缸體加熱，外缸體受熱后熱量傳給熱缸套內(nèi)部工質(zhì)，使其膨脹促進(jìn)缸內(nèi)的活塞運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)。這種直接加熱方式雖不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，但經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明有以下不足：

1.現(xiàn)有加熱方式大多采用氣缸外部加熱，由于缸體材質(zhì)為金屬，導(dǎo)熱系數(shù)高，對(duì)缸體直接加熱，傳熱、消熱的速度也快，熱量會(huì)有很大一部分散發(fā)到周?chē)諝庵校桓滋孜盏臒崃可?，發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、能量轉(zhuǎn)換效率低；

2.現(xiàn)有加熱源均為靜態(tài)加熱，由于熱缸表面的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，導(dǎo)致熱缸各部分受熱不均，存在缸體變形的隱患，使得整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括底座、活塞、缸套及加熱裝置，所述活塞固定安裝于所述底座，所述活塞包括活塞頭，所述缸套活動(dòng)安裝于所述活塞頭，并且所述活塞頭與所述缸套之間形成熱缸，所述加熱裝置收容于所述活塞，所述活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括固定安裝于所述活塞頭的導(dǎo)熱件，所述加熱裝置發(fā)熱并通過(guò)所述導(dǎo)熱件將熱量傳遞至所述熱缸使所述熱缸內(nèi)的工質(zhì)升溫以推動(dòng)所述缸套移動(dòng)。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱件包括若干外部導(dǎo)熱件及若干內(nèi)部導(dǎo)熱件，每一所述外部導(dǎo)熱件固定安裝于所述活塞頭并位于所述活塞頭外部，每一所述內(nèi)部導(dǎo)熱件固定安裝于所述活塞頭并位于所述活塞內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述活塞頭呈凹字形。

優(yōu)選的，所述活塞還設(shè)有引風(fēng)槽并包括引風(fēng)機(jī)，所述引風(fēng)機(jī)位于所述引風(fēng)槽內(nèi)，所述引風(fēng)槽與所述活塞頭內(nèi)部連通使所述活塞均勻受熱。

優(yōu)選的，所述活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括連桿、曲軸及飛輪，所述缸套通過(guò)所述連桿與所述曲軸連接，所述飛輪安裝于所述曲軸。

優(yōu)選的，所述活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括做功活塞及做功缸，所述做功活塞與所述曲軸連接并安裝于所述做功缸中，所述曲軸帶動(dòng)所述做功活塞在所述做功缸內(nèi)移動(dòng)。

優(yōu)選的，所述活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括高壓連接管、高壓集氣腔及冷卻通道，所述高壓連接管兩端分別與所述做功缸及所述高壓集氣腔連通，所述高壓集氣腔兩端分別與所述高壓連接管及所述冷卻通道連通。

優(yōu)選的，所述活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)還設(shè)有回?zé)崞鳎龌責(zé)崞髋c所述冷卻通道連通并環(huán)繞所述熱缸以便于使所述熱缸內(nèi)的工質(zhì)降溫。

優(yōu)選的，所述活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括密封圈，所述密封圈位于所述缸套與所述活塞頭之間以確保所述熱缸密封。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)活塞固定安裝于底座，缸套活動(dòng)安裝于活塞頭，并且活塞頭與缸套之間形成熱缸，加熱裝置收容于活塞，加熱裝置發(fā)熱并通過(guò)導(dǎo)熱件將熱量傳遞至熱缸使熱缸內(nèi)的工質(zhì)升溫以推動(dòng)缸套移動(dòng)，大幅增加加熱裝置與工質(zhì)的受熱面積，提高受熱速度，提高缸內(nèi)工質(zhì)的加熱溫度，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

(2)加熱裝置收容于活塞內(nèi)部，加熱后大幅減少散發(fā)到周?chē)諝庵械臒崃?，同樣提高熱缸?nèi)工質(zhì)的受熱速度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的一第一實(shí)施例的一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的一第二實(shí)施例的一立體圖；

圖3為圖2的活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的一內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖4為圖2的活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的另一內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖5為圖2的活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的一內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖中：100、活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)；10、加熱裝置；20、活塞；21、活塞頭；22、引風(fēng)槽；23、引風(fēng)機(jī)；30、導(dǎo)熱件；32、外部導(dǎo)熱件；34、內(nèi)部導(dǎo)熱件；40、缸套；50、高壓連接管；60、做功活塞；62、做功缸；63、高壓集氣腔；64、回?zé)崞鳎?5、密封圈；70、連桿；80、曲軸；90、飛輪；92、底座。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)組件被稱(chēng)為“固定于”另一個(gè)組件，它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件，它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“設(shè)置于”另一個(gè)組件，它可以是直接設(shè)置在另一個(gè)組件上或者可能同時(shí)存在居中組件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)參閱圖1至圖5，一種活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)100包括一加熱裝置10、一活塞20、一導(dǎo)熱件30、一缸套40、一高壓連接管50、一做功活塞60、一做功缸62、一高壓集氣腔63、一回?zé)崞?4、一密封圈65、一連桿70、一曲軸80、一飛輪90及一底座92。

加熱裝置10能夠采用核熱、紅外輻射、可燃?xì)饧友酢⒒瘜W(xué)熱等熱源。

活塞20包括一活塞頭21、一引風(fēng)槽22及一引風(fēng)機(jī)23。引風(fēng)槽22與活塞頭21內(nèi)部連通，引風(fēng)機(jī)23位于引風(fēng)槽22內(nèi)部。在一實(shí)施例中，活塞頭21呈凹字形。

導(dǎo)熱件30包括若干外部導(dǎo)熱件32及若干內(nèi)部導(dǎo)熱件34。每一外部導(dǎo)熱件32及每一內(nèi)部導(dǎo)熱件34均為一翅片。缸套40由耐高溫、耐磨材料制成。

組裝活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)100時(shí)，活塞20固定安裝于底座92。加熱裝置10位于活塞20內(nèi)部，若干內(nèi)部導(dǎo)熱件34均勻固定安裝于活塞頭21內(nèi)部，若干外部導(dǎo)熱件32均勻固定安裝于活塞頭21外部。在一第一實(shí)施例中，缸套40套設(shè)于活塞頭21使活塞頭21及外部導(dǎo)熱件32收容于缸套40。在一第二實(shí)施例中，缸套40收容于活塞頭21內(nèi)部。缸套40與活塞頭21之間形成一熱缸。密封圈65位于缸套40與所述活塞頭21之間以確保熱缸密封。連桿70一端與缸套40連接，另一端與曲軸80連接。飛輪90安裝于曲軸80。做功活塞60一端與曲軸80連接，另一端收容于做功缸62。高壓連接管50一端與做功缸62連通，另一端與高壓集氣腔63連通。高壓集氣腔63通過(guò)一冷卻通道與回?zé)崞?4連通?；?zé)崞?4為多孔環(huán)狀腔室。此時(shí)缸套40與高壓集氣腔63之間形成一冷缸。

使用活塞固定式發(fā)動(dòng)機(jī)100時(shí)，加熱裝置10發(fā)熱，此時(shí)引風(fēng)槽22內(nèi)的引風(fēng)機(jī)23工作使活塞20均勻受熱。在所述第一實(shí)施例中，內(nèi)部導(dǎo)熱件34將熱量傳遞至外部導(dǎo)熱件32，通過(guò)外部導(dǎo)熱件32使熱缸內(nèi)的工質(zhì)受熱推動(dòng)缸套40移動(dòng)。在所述第二實(shí)施例中，外部導(dǎo)熱部件32傳遞到內(nèi)部導(dǎo)熱部件34，通過(guò)內(nèi)部導(dǎo)熱部件34使熱缸內(nèi)的工質(zhì)受熱推動(dòng)缸套40移動(dòng)。缸套40帶動(dòng)連桿70推動(dòng)曲軸80運(yùn)動(dòng)。曲軸80帶動(dòng)飛輪90轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外做功。飛輪90轉(zhuǎn)動(dòng)至一特定角度時(shí)，推動(dòng)做功缸62內(nèi)的做功活塞60運(yùn)動(dòng)，將做功缸62內(nèi)的氣體通過(guò)高壓連接管50推動(dòng)到高壓集氣腔63，通過(guò)冷卻通道冷卻后進(jìn)入冷缸，推動(dòng)缸套40往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)回?zé)崞?4對(duì)熱缸內(nèi)的工質(zhì)進(jìn)行冷卻。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的活塞20固定安裝于底座92，缸套40活動(dòng)安裝于活塞頭20，并且活塞頭21與缸套40之間形成熱缸，加熱裝置10收容于活塞20，加熱后大幅減少散發(fā)到周?chē)諝庵械臒崃浚訜嵫b置10發(fā)熱并通過(guò)導(dǎo)熱件30將熱量傳遞至熱缸使熱缸內(nèi)的工質(zhì)升溫以推動(dòng)缸套40移動(dòng)，大幅增加加熱裝置10與工質(zhì)的受熱面積，提高受熱速度，提高缸內(nèi)工質(zhì)的加熱溫度，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；并且活塞20成凹字形固定，加熱裝置10放置于活塞20凹字形結(jié)構(gòu)內(nèi)部，熱量最大限度的傳遞到活塞20與缸套40之間的工質(zhì)，減少熱量損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。