技术简介：
本专利针对改良斯特林循环制冷机传统驱动机构传动效率低、可靠性差的问题，提出将驱动马达转子与曲轴一体化设计，直接嵌入气缸体内。通过消除联轴器和齿轮传动环节，实现活塞驱动的直接传动，显著提升传动效率并降低制造成本，同时简化结构提高密封性和可靠性，为商用和家用领域应用提供技术突破。
关键词：斯特林制冷机驱动机构,一体化曲轴马达
专利名称：改良斯特林循环制冷机的驱动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于制冷技术领域，涉及对改良斯特林循环制冷机的改进。
美国专利3074244公开的改良斯特林循环制冷机，比其他制冷系统有更大的优越性。对于深冷制冷机械，它比其他深冷系统的重量轻、成本低、效率高、无公害。它已经用于红外探测、夜视等军事领域。但至今这种制冷机械尚未进入商用和家用领域。其原因是商用和家用需要更高的性能价格比，亦即制冷效率，同时可靠性要更高而成本要低。自3074244号专利之后，还有一些有关改良斯特林循环制冷机的专利申请，例如US4282716,US4375749,US4550571,US3698182,US4796430等。已公开的各种改良斯特林循环制冷机方案有一个共同的缺点，即沿用了传统的驱动机构模式，驱动马达通过联轴器经齿轮变速传动。这种模式降低了传动效率，同时还由于有多个传动环节而导致整机的可靠性下降。
本实用新型的目的是克服上述改良斯特林循环制冷机的缺点，提供一种马达转子--曲轴一体化的改良斯特林循环制冷机的驱动机构，简化传动环节，减少传动损耗，提高效率和可靠性。
本实用新型的技术方案是一种改良斯特林循环制冷机的驱动机构，包括一个气缸体1和密封气缸体1的法兰盖11a和11b，气缸体1上有一个压缩缸3，其中有带连杆4a的活塞2，气缸体1上还有一个膨胀缸7，其中有带连杆4b的活塞6，其特征在于，驱动马达直接安装在气缸体1内，马达定子8直接嵌入气缸体1中部的安装孔17内，马达转子9的中心轴10通过左右各一个轴承16及左右各一个轴承端盖5与嵌有马达定子8的汽缸体1一起，构成一个完整的驱动马达，中心轴10的两端各有一个曲柄，即14和15，曲柄14通过轴承与连接压缩活塞2的连杆4a连接，曲柄15通过轴承与连接膨胀活塞6的连杆4b连接。
本实用新型的优点是，将驱动马达安装在气缸体内，马达转子轴与曲轴同为一体，从根本上减化了传动环节，从而提高了传动效率，降低了制造成本。同时，由于结构的简化和气缸体安装结合面的减小，使密封性和整机的可靠性大为提高，进而使整机的性能价格比得到提高。
，图1是本实用新型结构示意图。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。参见图1，气缸体1由高强度铝合金或球墨铸铁制造，其上有压缩缸3和膨胀缸7，压缩缸3内有带连杆4a的压缩活塞2，膨胀缸7内有带连杆4b的膨胀活塞6。气缸体1的上部是冷头。带有本实用新型驱动机构的制冷机的运行方式与US3074244专利公开的相同。本实用新型的特点在于将驱动马达直接安装在气缸体1内，气缸体1成为驱动马达的壳体，驱动马达的转子轴同时又具有曲轴的功能。在气缸体1内，压缩缸3和膨胀缸7的下方有一个两端对称的，由内部中心向两端直径逐步增大的三个台阶孔。中心直径最小的是马达定子安装孔17，马达定子8按紧度配合镶嵌在孔17中。邻接安装孔17两端的台阶孔中各固定着一个轴承端盖5，它的中央是轴承座。轴承端盖5的作用是支承马达转子。马达转子9的直径长度比在1.7～2.0之间。它的中心轴(10)也就是曲轴。在中心轴10的两端各有一个曲柄，即14和15。中心轴10通过两个轴承16与两个轴承端盖5连接。由两个轴承端盖5支承的马达转子9与定子8同心。中心轴10一端的曲柄14的偏心距根据压缩活塞2的行程要求确定。中心轴10另一端的曲柄15的偏心距根据膨胀活塞6的行程要求确定。当马达转子转动时，中心轴10通过曲柄14、15和连杆4a、4b直接驱动活塞2、6运动，使传动链减至最小。曲柄14和15之间有一个旋转相位差，其相位角为90°±3°。汽缸体1的两端各由一个高强度铝合金法兰盖11a和11b密封，法兰盖上有散热翅。马达可以采用交流或者直流电机。
按图1所示的实施例完成的一项设计表明，设计采用本实用新型的驱动机构与一台同样制冷量的某型商用改良斯特林循环制冷机的工程化样机相比较，整机零件可以从66种减少到55种，减少16％；主传动轴承从4个减少为2个；铝合金材料可减少40％。
权利要求1.一种改良斯特林循环制冷机的驱动机构，包括一个气缸体(1)和密封气缸体(1)的法兰盖(11a)和(11b)，气缸体(1)上有一个压缩缸(3)，其中有带连杆(4a)的活塞(2)，气缸体(1)上还有一个膨胀缸(7)，其中有带连杆(4b)的活塞(6)，其特征在于，驱动马达直接安装在气缸体(1)内，马达定子(8)直接嵌入气缸体(1)中部的安装孔(17)内，马达转子(9)的中心轴(10)通过左右各一个轴承(16)及左右各一个轴承端盖(5)与嵌有马达定子(8)的汽缸体(1)一起，构成一个完整的驱动马达，中心轴(10)的两端各有一个曲柄，即(14)和(15)，曲柄(14)通过轴承与连接压缩活塞(2)的连杆(4a)连接，曲柄(15)通过轴承与连接膨胀活塞(6)的连杆4b连接。
2.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所说的马达转子(9)的两端各有一个附加飞轮(12)，固定在中心轴轴(10)上，在附加飞轮(12)上有配重(13)。
3.根据权利要求1或2所述的驱动机构，其特征在于，马达转子(9)的直径长度比在1.7～2.0之间。
专利摘要改良斯特林循环制冷机的驱动机构,包括一个气缸体和密封气缸体的法兰盖,气缸体上有压缩缸3、压缩活塞2、膨胀缸7、膨胀活塞6,其特征是,驱动马达直接安装在气缸体内,驱动马达的中心轴10的两端各有一个曲柄,分别与压缩活塞和膨胀活塞连接。本实用新型将驱动马达安装在气缸体内,马达转子轴与曲轴同为一体,从根本上减化了传动环节,从而提高了传动效率,降低了制造成本。
文档编号F25B9/00GK2342328SQ9821873
公开日1999年10月6日 申请日期1998年9月2日 优先权日1998年9月2日
发明者李国富 申请人:李国富