斯特林循环发动机及其使用方法与流程

本发明涉及斯特林发动机领域，具体是斯特林循环发动机及其使用方法。

背景技术：

生活中斯特林发动机在航天、陆地、水上等各个领域均有应用，而且其热利用率非常高，其工作原理是在斯特林发动机的气缸内有封闭气体工质，其气缸一端为冷端，一端为热端，通过对热端的加热使工质在热腔中迅速膨胀做功，在冷腔中压缩，气缸内的气体由热端到冷端循环工作，传统的斯特林发动机其加热气体一般都直接排出，所排出的气体一般会带有部分热量，因此本发明设计了一种斯特林发动机，可以对废气进行再利用实现，由废气发电后带动输出轴加快转动，从而达到环保节约能源的目的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供斯特林循环发动机及其使用方法，其能够解决上述现在技术中的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明的斯特林循环发动机及其使用方法，包括主箱体，所述主箱体内开设有冷热腔，所述冷热腔左侧部分为热腔，右侧部分为冷腔，所述冷热腔内设有壳体，所述壳体内开设有气腔，所述气腔的顶壁和底壁上下对称设置有回热装置，上下对称的所述回热装置之间滑动设有气压推板，所述气压推板右侧端面上固设有向右伸出所述壳体右侧外端的气压推杆，所述壳体的上下两端面与所述冷热腔的上下两端壁之间均固设有隔热板，所述冷热腔左侧端壁上开设有与外界相连通的进气孔，所述冷热腔右侧的所述主箱体内开设有旋转飞轮腔，所述旋转飞轮腔底部的所述主箱体内开设有第一齿轮腔，所述第一齿轮腔与所述旋转飞轮腔之间转动设有上下延伸设置的飞轮转轴，所述飞轮转轴顶部延伸段伸入所述旋转飞轮腔内，位于所述旋转飞轮腔内的所述飞轮转轴的外壁上固设有旋转飞轮，所述旋转飞轮偏心设置，所述旋转飞轮的顶不断面上转动配合连接有铰接轴，所述铰接轴的外壁上周向转动设有轴套，所述轴套的外壁上固设有连动杆，所述连动杆的左侧末端与所述气压推杆的右侧末端相铰接连接，所述飞轮转轴底部延伸段伸入所述第一齿轮腔内且其末端固设有第一锥齿轮，所述第一齿轮腔左侧的所述主箱体内开设有位于所述冷热腔底部的换挡腔，所述换挡腔与所述第一齿轮腔之间转动设有左右延伸设置的第一转轴，所述第一转轴右侧延伸段伸入所述第一齿轮腔内且其末端固设有与所述第一锥齿轮啮合设置的第二锥齿轮，所述第一转轴左侧延伸段伸入所述换挡腔内，且其末端固设有第三锥齿轮，所述换挡腔的后壁上转动设有第一齿轮，所述第一齿轮的前侧端面上固设有与所述第三锥齿轮啮合设置的第四锥齿轮，所述第四锥齿轮的前侧端面上转动设有第一转动杆，所述第一转动杆靠近底部的后侧端面上转动设有与所述第一齿轮啮合设置的第二齿轮，所述第一转动杆斜向右侧端面上固设有第一固定杆，所述第一固定杆的右侧端面上固设有斜向设置的第二固定杆，所述第二固定杆的后侧端面靠上位置处转动设有与所述第一齿轮啮合设置的第三齿轮，所述第三齿轮位于所述第二齿轮右侧，所述第二固定杆后端靠下位置处转动设有与所述第三齿轮啮合设置的第四齿轮，所述第四齿轮的后侧端面上固设有第五齿轮，所述换挡腔后侧端面上转动设有位于所述第一齿轮底部的第六齿轮，所述第六齿轮的前侧端面上固设有第五锥齿轮，所述换挡腔左侧端壁上开设有第一凹槽，所述第一凹槽的后侧端壁内固设有第一电机，所述第一电机前侧动力连接有位于所述第一凹槽内的第七齿轮，所述第一凹槽左侧端壁上开设有向上延伸设置的第一滑槽，所述第一滑槽内滑动设有向上延伸的第一滑板，所述第一滑板右侧端面与所述第七齿轮啮合设置，所述第七齿轮的前侧端面所述第一转动杆的左侧端面之间固设有第一绕线，所述换挡腔右侧端壁上开设有齿轮槽，所述齿轮槽的后壁上转动设有第八齿轮，所述第八齿轮的前侧与所述第二固定杆的右侧端面之间通过第二绕线线连接，所述第八齿轮的前侧端面与所述齿轮槽的前侧端壁之间设有扭簧，所述第八齿轮底部齿轮啮合设有向右延伸的第二滑板，所述第二滑板右侧末端通过斜面配合设有向下延伸的第三滑板，所述第三滑板左侧端面上固设有弹簧复位机构，所述换挡腔右侧的所述主箱体内开设有第一滑腔，所述第一滑腔内设有电力机构，所述第一齿轮腔右侧的所述主箱体内开设有第二齿轮腔，所述第二齿轮腔右侧的所述主箱体内设有叶轮腔，所述叶轮腔内设有叶轮机构。

进一步的技术说明，所述电力机构包括滑动设置在所述第一滑腔内的滑块，所述滑块顶部与所述第三滑板通过斜面抵压滑动配合，所述滑块内转动设有花键轴，所述花键轴左侧为花键设计，右侧为转轴设计，所述花键轴右侧末端固设有第六锥齿轮，所述滑块左侧端面与所述第一滑腔左侧端壁之间弹性连接有第一弹簧，所述第一滑腔与所述换挡腔之间转动设有左右延伸设置的输出轴，所述输出轴左侧延伸段伸出所述主箱体外与负载相连，所述输出轴的外壁上周向固设有位于所述换挡腔内且与所述第五锥齿轮啮合的第七锥齿轮，所述输出轴右侧延伸段与所述花键轴花键配合连接，所述第一滑腔底壁内固嵌有第二电机，所述第二电机顶部动力连接有位于所述第一滑腔内的第八锥齿轮，所述第一滑腔右侧靠下的所述主箱体内开设有发电腔，所述发电腔与所述第二齿轮腔之间转动设有上下延伸设置的磁块转轴，所述磁块转轴底端固设有位于所述发电腔内的转动磁块，所述转动磁块内固设有位于所述发电腔底壁上的线圈，所述线圈底部与固嵌于所述发电腔底壁内的蓄电池电性连接，所述蓄电池与所述第二电机电性连接。

进一步的技术说明，所述叶轮机构包括左右延伸且转动设置在所述叶轮腔内的叶轮转轴，所述叶轮转轴左侧延伸末端固设有位于所述第二齿轮腔内的第九锥齿轮，所述磁块转轴顶部末端固设有与所述第九锥齿轮啮合设置的第十锥齿轮，位于所述叶轮腔内的所述叶轮转轴的外壁上周向固设有叶轮，所述叶轮腔右侧端壁靠底部位置处与外界相连通设置，所述叶轮腔与冷热腔靠右侧的顶部位之间通过管道相连通。

本发明的斯特林循环发动机及其使用方法，其方法如下：第一滑板最大程度的位于所述第一滑槽底部位置处，第五齿轮与第六齿轮啮合，第二齿轮与第六齿轮分离，同时第二滑板最大程度的处于向右位置处，且第三滑板最大程度的处于向下位置处，使滑块最大程度的处于向右位置处，使第六锥齿轮与第八锥齿轮啮合；当用本发明的设备工作时，首先使热气经进气孔进入冷热腔，使气压推板向右移动，使气压推杆通过连动杆带动旋转飞轮转动，旋转飞轮通过飞轮转轴道东第一锥齿轮转动，第一锥齿轮通过与之啮合的第二锥齿轮带动第一转轴转动，进而使第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮和第三齿轮转动，第三齿轮通过带动第四齿轮转动，进而带动第四齿轮后侧端面上的第五齿轮转动，使第五齿轮带动第六齿轮转动，第六齿轮通过第七锥齿轮带动输出轴转动，同时带有余热的废气经管道进入叶轮腔内并带动叶轮转动，使叶轮转轴转动，叶轮转轴通过第九锥齿轮带动第十锥齿轮转动，第十锥齿轮通过磁块转轴带动转动磁块转动，通过电磁感应进行发电，并将电能储存在蓄电池内，当电能达到一定水平时打开第二电机，使第二电机转动进而使花键轴转动，加快输出轴的转动，从而实现余热的利用，当需要输出轴倒转时，通过控制第七齿轮后侧的第一电机使第一滑板上移，同时第一转动杆以第一齿轮的圆心为圆心顺时针转动，扭簧使第八齿轮顺时针转动，进而使第二齿轮与第六齿轮啮合，同时使第五齿轮与第六齿轮分离，且第二滑板向左移动，使第三滑板向上移动，进而使滑块向左移动，使第六锥齿轮与第八锥齿轮分开，实现倒转操作。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的斯特林循环发动机及其使用方法整体结构示意图；

图2为图1中的局部结构示意图。

具体实施方式

如图1-图2所示，本发明的斯特林循环发动机及其使用方法，包括主箱体100，所述主箱体100内开设有冷热腔101，所述冷热腔101左侧部分为热腔，右侧部分为冷腔，所述冷热腔101内设有壳体153，所述壳体153内开设有气腔154，所述气腔154的顶壁和底壁上下对称设置有回热装置155，上下对称的所述回热装置155之间滑动设有气压推板103，所述气压推板103右侧端面上固设有向右伸出所述壳体153右侧外端的气压推杆106，所述壳体153的上下两端面与所述冷热腔101的上下两端壁之间均固设有隔热板102，所述冷热腔101左侧端壁上开设有与外界相连通的进气孔152，所述冷热腔101右侧的所述主箱体100内开设有旋转飞轮腔112，所述旋转飞轮腔112底部的所述主箱体100内开设有第一齿轮腔116，所述第一齿轮腔116与所述旋转飞轮腔112之间转动设有上下延伸设置的飞轮转轴111，所述飞轮转轴111顶部延伸段伸入所述旋转飞轮腔112内，位于所述旋转飞轮腔112内的所述飞轮转轴111的外壁上固设有旋转飞轮113，所述旋转飞轮113偏心设置，所述旋转飞轮113的顶不断面上转动配合连接有铰接轴110，所述铰接轴110的外壁上周向转动设有轴套109，所述轴套109的外壁上固设有连动杆107，所述连动杆107的左侧末端与所述气压推杆106的右侧末端相铰接连接，所述飞轮转轴111底部延伸段伸入所述第一齿轮腔116内且其末端固设有第一锥齿轮114，所述第一齿轮腔116左侧的所述主箱体100内开设有位于所述冷热腔101底部的换挡腔143，所述换挡腔143与所述第一齿轮腔116之间转动设有左右延伸设置的第一转轴163，所述第一转轴163右侧延伸段伸入所述第一齿轮腔116内且其末端固设有与所述第一锥齿轮114啮合设置的第二锥齿轮115，所述第一转轴163左侧延伸段伸入所述换挡腔143内，且其末端固设有第三锥齿轮162，所述换挡腔143的后壁上转动设有第一齿轮161，所述第一齿轮161的前侧端面上固设有与所述第三锥齿轮162啮合设置的第四锥齿轮160，所述第四锥齿轮160的前侧端面上转动设有第一转动杆159，所述第一转动杆159靠近底部的后侧端面上转动设有与所述第一齿轮161啮合设置的第二齿轮156，所述第一转动杆159斜向右侧端面上固设有第一固定杆169，所述第一固定杆169的右侧端面上固设有斜向设置的第二固定杆165，所述第二固定杆165的后侧端面靠上位置处转动设有与所述第一齿轮161啮合设置的第三齿轮164，所述第三齿轮164位于所述第二齿轮156右侧，所述第二固定杆165后端靠下位置处转动设有与所述第三齿轮164啮合设置的第四齿轮167，所述第四齿轮167的后侧端面上固设有第五齿轮168，所述换挡腔143后侧端面上转动设有位于所述第一齿轮161底部的第六齿轮142，所述第六齿轮142的前侧端面上固设有第五锥齿轮141，所述换挡腔143左侧端壁上开设有第一凹槽148，所述第一凹槽148的后侧端壁内固设有第一电机（未图示），所述第一电机前侧动力连接有位于所述第一凹槽148内的第七齿轮147，所述第一凹槽148左侧端壁上开设有向上延伸设置的第一滑槽151，所述第一滑槽151内滑动设有向上延伸的第一滑板150，所述第一滑板150右侧端面与所述第七齿轮147啮合设置，所述第七齿轮147的前侧端面所述第一转动杆159的左侧端面之间固设有第一绕线157，所述换挡腔143右侧端壁上开设有齿轮槽140，所述齿轮槽140的后壁上转动设有第八齿轮146，所述第八齿轮146的前侧与所述第二固定杆165的右侧端面之间通过第二绕线166线连接，所述第八齿轮146的前侧端面与所述齿轮槽140的前侧端壁之间设有扭簧149，所述第八齿轮146底部齿轮啮合设有向右延伸的第二滑板138，所述第二滑板138右侧末端通过斜面配合设有向下延伸的第三滑板136，所述第三滑板136左侧端面上固设有弹簧复位机构，所述换挡腔143右侧的所述主箱体100内开设有第一滑腔133，所述第一滑腔133内设有电力机构，所述第一齿轮腔116右侧的所述主箱体100内开设有第二齿轮腔117，所述第二齿轮腔117右侧的所述主箱体100内设有叶轮腔119，所述叶轮腔119内设有叶轮机构。

有益地，所述电力机构包括滑动设置在所述第一滑腔133内的滑块135，所述滑块135顶部与所述第三滑板136通过斜面抵压滑动配合，所述滑块135内转动设有花键轴139，所述花键轴139左侧为花键设计，右侧为转轴设计，所述花键轴139右侧末端固设有第六锥齿轮134，所述滑块135左侧端面与所述第一滑腔133左侧端壁之间弹性连接有第一弹簧137，所述第一滑腔133与所述换挡腔143之间转动设有左右延伸设置的输出轴145，所述输出轴145左侧延伸段伸出所述主箱体100外与负载相连，所述输出轴145的外壁上周向固设有位于所述换挡腔143内且与所述第五锥齿轮141啮合的第七锥齿轮144，所述输出轴145右侧延伸段与所述花键轴139花键配合连接，所述第一滑腔133底壁内固嵌有第二电机131，所述第二电机131顶部动力连接有位于所述第一滑腔133内的第八锥齿轮125，所述第一滑腔133右侧靠下的所述主箱体100内开设有发电腔127，所述发电腔127与所述第二齿轮腔117之间转动设有上下延伸设置的磁块转轴124，所述磁块转轴124底端固设有位于所述发电腔127内的转动磁块126，所述转动磁块126内固设有位于所述发电腔127底壁上的线圈128，所述线圈128底部与固嵌于所述发电腔127底壁内的蓄电池129电性连接，所述蓄电池129与所述第二电机131电性连接。

有益地，所述叶轮机构包括左右延伸且转动设置在所述叶轮腔119内的叶轮转轴120，所述叶轮转轴120左侧延伸末端固设有位于所述第二齿轮腔117内的第九锥齿轮122，所述磁块转轴124顶部末端固设有与所述第九锥齿轮122啮合设置的第十锥齿轮123，位于所述叶轮腔119内的所述叶轮转轴120的外壁上周向固设有叶轮118，所述叶轮腔119右侧端壁靠底部位置处与外界相连通设置，所述叶轮腔119与冷热腔101靠右侧的顶部位之间通过管道108相连通。

本发明的斯特林循环发动机及其使用方法，其方法如下：

当本发明的设备处于初始状态时，第一滑板150最大程度的位于所述第一滑槽151底部位置处，第五齿轮168与第六齿轮142啮合，第二齿轮156与第六齿轮142分离，同时第二滑板138最大程度的处于向右位置处，且第三滑板136最大程度的处于向下位置处，使滑块135最大程度的处于向右位置处，使第六锥齿轮134与第八锥齿轮125啮合。

当用本发明的设备工作时，首先使热气经进气孔152进入冷热腔101，使气压推板103向右移动，使气压推杆106通过连动杆107带动旋转飞轮113转动，旋转飞轮113通过飞轮转轴111道东第一锥齿轮114转动，第一锥齿轮114通过与之啮合的第二锥齿轮115带动第一转轴163转动，进而使第一齿轮161转动，第一齿轮161带动第二齿轮156和第三齿轮164转动，第三齿轮164通过带动第四齿轮167转动，进而带动第四齿轮167后侧端面上的第五齿轮168转动，使第五齿轮168带动第六齿轮142转动，第六齿轮142通过第七锥齿轮144带动输出轴145转动，同时带有余热的废气经管道108进入叶轮腔119内并带动叶轮118转动，使叶轮转轴120转动，叶轮转轴120通过第九锥齿轮122带动第十锥齿轮123转动，第十锥齿轮123通过磁块转轴124带动转动磁块126转动，通过电磁感应进行发电，并将电能储存在蓄电池129内，当电能达到一定水平时打开第二电机131，使第二电机131转动进而使花键轴139转动，加快输出轴145的转动，从而实现余热的利用，当需要输出轴145倒转时，通过控制第七齿轮147后侧的第一电机使第一滑板150上移，同时第一转动杆159以第一齿轮161的圆心为圆心顺时针转动，扭簧149使第八齿轮146顺时针转动，进而使第二齿轮156与第六齿轮142啮合，同时使第五齿轮168与第六齿轮142分离，且第二滑板138向左移动，使第三滑板136向上移动，进而使滑块135向左移动，使第六锥齿轮134与第八锥齿轮125分开，实现倒转操作。

本发明的有益效果是：第一滑板最大程度的位于所述第一滑槽底部位置处，第五齿轮与第六齿轮啮合，第二齿轮与第六齿轮分离，同时第二滑板最大程度的处于向右位置处，且第三滑板最大程度的处于向下位置处，使滑块最大程度的处于向右位置处，使第六锥齿轮与第八锥齿轮啮合；当用本发明的设备工作时，首先使热气经进气孔进入冷热腔，使气压推板向右移动，使气压推杆通过连动杆带动旋转飞轮转动，旋转飞轮通过飞轮转轴道东第一锥齿轮转动，第一锥齿轮通过与之啮合的第二锥齿轮带动第一转轴转动，进而使第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮和第三齿轮转动，第三齿轮通过带动第四齿轮转动，进而带动第四齿轮后侧端面上的第五齿轮转动，使第五齿轮带动第六齿轮转动，第六齿轮通过第七锥齿轮带动输出轴转动，同时带有余热的废气经管道进入叶轮腔内并带动叶轮转动，使叶轮转轴转动，叶轮转轴通过第九锥齿轮带动第十锥齿轮转动，第十锥齿轮通过磁块转轴带动转动磁块转动，通过电磁感应进行发电，并将电能储存在蓄电池内，当电能达到一定水平时打开第二电机，使第二电机转动进而使花键轴转动，加快输出轴的转动，从而实现余热的利用，当需要输出轴倒转时，通过控制第七齿轮后侧的第一电机使第一滑板上移，同时第一转动杆以第一齿轮的圆心为圆心顺时针转动，扭簧使第八齿轮顺时针转动，进而使第二齿轮与第六齿轮啮合，同时使第五齿轮与第六齿轮分离，且第二滑板向左移动，使第三滑板向上移动，进而使滑块向左移动，使第六锥齿轮与第八锥齿轮分开，实现倒转操作。

本发明的设备结构简单，操作方便，经过本发明设计的斯特林发动机可以实现对带有余热气体的尾气进行利用，带有余热的尾气可以带动叶轮转动使其发电，所得到的电能储存起来经过第二电机加快输出转轴的转动，使发动机的功率更大，并且在倒转时可以实现减小进气量并通过齿轮的切换来实现输出转轴的倒转，使输出转轴倒转功率过大，防止急速倒转，而且本发明的各个零件之间相互配合而又不影响，提高了装置实用性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。