专利名称：双动力史特林引擎的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将热能转换为动能的热机(heat engine )，尤 其涉及一种具有双动力输出的移气活塞式(displacer type)史特林引擎。
背景技术：
史特林引擎(Stirling engine )是一种外燃往复运动式引擎。它主 要包括两气缸， 一个用于加热、另一用于冷却。加热气缸由外部热源 供热，冷却气缸由外部冷却降温，且该两气缸相连通。乂人而通过该两 气缸内的活塞运动，推动气缸内的气体在两气缸之间流动，并配合连 接于该二气缸之间的连杆、曲柄、飞轮等机构而对外做功。除上述双气缸式的史特林引擎外，还有一种移气活塞式(displacer type)史特林引擎。移气活塞式史特林引擎是将前述两气缸整合成一 个大气缸，而加热位置是该大气缸底部、冷却位置则在该大气缸顶部。 大气缸内设有移气活塞，移气活塞在大气缸内并非气密的，且在上、 下作位移时可使大气缸内的空气自由移动。另于大气缸顶部设有较小 的气密活塞(或称动力活塞)。当移气活塞在大气缸内运动时，即可迫 使大气缸内的气体因膨胀或收缩而使该气密活塞上、下移动，以对外 做功。然而，以往这种移气活塞式史特林引擎，由于仅具有单一的所述 大气缸，因此不如双气缸式具有双动力输出。此外，尽管以往双气缸 式史特林引擎具备双动力输出，也由于二气缸无法同轴而使输出动力 不平衡，以致其所做的功往往容易因运动偏摆而耗损。有鉴于此，本申请人为改善并解决上述的缺陷，乃特潜心研究并 配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本实 用新型。实用新型内容本实用新型的主要目的，在于可提供一种双动力史特林引擎，其对以往移气活塞式史特林引擎进行改良，并具有双动力输出；同时， 也由于其所输出的双动力为同轴所推动，故所驱动的机构在运动时也不易产生偏摆，故不易耗损所做的功。为了达成上述的目的，本实用新型提供的双动力史特林引擎，包 括活塞座，其内形成有中空腔室，且所述活塞座上设有活塞管，而 活塞管内则具有与所述腔室相通的气密通道；移气活塞，设于所述腔 室内；气密活塞，设于所述气密通道上；及推杆，其一端连接于所述 移气活塞上、另一端则活动穿过所述气密活塞且伸出所述活塞座外； 由此，即可通过所述气密活塞与所述推杆作为双动力输出。按照本实用新型提供的双动力史特林引擎，对以往移气活塞式史 特林引擎进行了改良，并具有双动力输出；同时，也由于其所输出的 双动力为同轴所推动，故所驱动的机构在运动时也不易产生偏摆，故 不易耗损所做的功。
图1为本实用新型第一应用实施例的立体外观图； 图2为本实用新型第一应用实施例的平面剖视图； 图3为本实用新型曲轴的立体外观图； 图4为图2的4-4断面剖一见图； 图5为图2所示实施例的动作示意图(一)； 图6为图2所示实施例的动作示意图(二)； 图7为本实用新型第二应用实施例的平面剖视图； 图8为本实用新型第三应用实施例的平面剖视图；主要组件符号说明
<本实用新型>活塞座 1胴体 10 腔室 100底板 11 受热面 110顶板 12 环盖 13 密封垫圈 15 活塞管 16 移气活塞 2 气密活塞 3 第二枢钮座 30 推杆 4 第一枢钮座 40 曲轴 5 枢轴端 505152 66061 611第一游戏杆 7 第二游戏杆 8 扇轮 9 齿轮组 90散热鳍片 120 环盖 14气密通道 160第一枢部 510 第二枢部 520轴承部610具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明，然而附图仅供参考与 说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。图1及图2分别为本实用新型的第一应用实施例立体外观图及平 面剖视图。本实用新型提供一种双动力史特林引擎，该双动力史特林 引擎主要包括活塞座l、移气活塞2、气密活塞3、以及推杆4;其中活塞座1可包括胴体10、底板ll、顶板12及二环盖13、 14，胴 体10内呈中空且与其上、下端开口相通。底、顶板ll、 12分别盖置軒柄座部臂套连曲轴底支轴于胴体10上、下开口处上，并于彼此之间设有密封垫圏15加以密合。 从而通过底、顶板ll、 12与胴体10的结合，形成位于活塞座l内的 中空腔室100，以供上述移气活塞2容置于腔室100内部。二环盖13、 14则分别盖置于底、顶板ll、 12上，并与胴体10螺紋连接，以进一 步将底、顶板ll、 12与胴体10紧密结合，使腔室100内呈密封状态。承上所述，活塞座IO在底板11下方具有受热面110，且受热面 110位于活塞座10外部一侧，如底面；而顶板12上则设有多个朝活 塞座10外部延伸的散热鳍片120，并在顶板12上进一步突设有活塞 管16。活塞管16内呈中空而具有与腔室IOO相通的气密通道160，从 而使上述气密活塞3与气密通道160相配合而能在其内活动。推杆4与上述移气活塞2连接，并穿出气密活塞3外，以便于移 气活塞2运动时不仅可推动气密活塞3做功，同时也能驱使推杆4 一 并做功，以使该史特林引擎具备双动力输出。推杆4为长形杆体，其 一端连接于移气活塞2上，另一端则朝向气密通道160延伸，并穿入 气密活塞3内而能活动伸出活塞座1外。据此，当活塞座l下方的受 热面110被热源加热时，腔室100内大部分的空气因遇热而膨胀，使 得腔室100内的气体压力升高，驱动移气活塞2在腔室100内向上移 动，从而驱使推杆4做功，这是一个动力输出；同时，移气活塞2向 上运动时，也会一并推动气密活塞3在气密通道160内向上移动而做 功，这是另一个动力输出。因此，本实用新型双动力史特林引擎通过 穿出气密活塞3的推杆4、以及气密活塞3做功，实现双动力输出。因此，通过上述的构造组成，即可得到本实用新型的双动力史特 林引擎。再请一并参阅图1及图2,本实用新型还提供一种同轴式史特林 动力机构，其除了包括上述双动力史特林引擎外，还进一步包括曲轴 5、轴座6、以及二第一游戏杆7与二第二游戏杆8;其中请先参阅图3,曲轴5包括二同轴心的枢轴端50、 一位于二枢轴 端50之间且不同轴心的连杆51、以及二分别连接于连杆51与二枢轴 端50之间的曲柄52。在连杆51与二曲柄52之间各具有第一枢部510、 而二曲柄52与二枢轴端50之间各具有第二枢部520，且第一、二枢部510、 520皆与枢轴端50呈偏心设置。请一并参阅图1、图2及图3，曲轴5枢接于轴座6上，轴座6 大概呈U字型，具有环形底部60以套置于上述史特林引擎的活塞管 16上，并由底部60二相对处分别向上延伸有支臂61。 二支臂61皆于 其顶端处形成轴承部610，而各轴承部610内则i殳有轴套6U，以供曲 轴5横置于二支臂61顶端之间时，能使曲轴5的二枢轴端50分别与 二轴套611枢接。此外，上述史特林引擎的气密活塞3与推杆4突伸 于二支臂61之间，并位于曲轴5下方，其中的推杆4顶端设有第一枢 4丑座40，第一枢钮座40至曲轴5的第一枢部510之间由上述第一游 戏杆7连接传动，而气密活塞3上也组设第二枢钮座30，第二枢钮座 30至曲轴5的第二枢部520之间则以上述第二游戏杆8连接运动，且 各第一、二游戏杆7、 8呈对称设置。因此，通过上述的构造组成，即可得到本实用新型同轴式史特林 动力4几构。据此，如图4所示，当史特林引擎开始运转时，推杆4与气密活 塞3即可分别驱使第一、二游戏杆7、 8带动曲轴5旋转。如图5所示， 承如前述，当活塞座1下方的受热面ll(H皮热源加热时，腔室100内 的空气因遇热而膨胀，从而将移气活塞2向上推动，连带使得推杆4 将第一枢钮座40向上推移，从而使第一游戏杆7驱使曲轴5旋转。而 移气活塞2向上推动的同时，也会一并将气密活塞3向上推移，故也 可使第二游戏杆8驱使曲轴5旋转。再如图6所示，当腔室100内大 部分的空气流动至接近顶板12处并通过散热鳍片120冷却后，腔室 100内的气体压力会因冷却收缩而下降，此时即可使移气活塞2与气 密活塞3向下移动；如此的反复循环，即能通过第一、二游戏杆7、 8 不断地作摇摆运动而驱使曲轴5连续旋转，且第一、二游戏杆7、 8 同为移气活塞2同轴所推动，并呈对称设置，因而可使运动较为平稳 且不易产生偏摆，因此也不易耗损所做的功。承上所述，被驱使而旋转的曲轴5能进一步在其枢轴端50延伸出 的末端连接扇轮9，以作为最后驱动的构件；或如图7所示，也可于 曲轴5的二枢轴端50端末各连接一扇轮9;亦或如图8所示，进一步通过齿轮组90来驱动扇轮9旋转等。而这些方案仅为本实用新型的各 种不同应用。上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非对本实用新型的限 制，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，所 做出的各种等效结构变化皆在本实用新型的范围之内。本实用新型的 保护范围由权利要求限定。
权利要求1. 一种双动力史特林引擎，其特征在于，包括活塞座，其内形成有中空腔室，且所述活塞座上设有活塞管，而活塞管内则具有与所述腔室相通的气密通道；移气活塞，设于所述腔室内；气密活塞，设于所述气密通道上；及推杆，其一端连接于所述移气活塞上、另一端则活动穿过所述气密活塞且伸出所述活塞座外。
2. 如权利要求1所述的双动力史特林引擎，其特征在于，所述活 塞座由中空胴体、底板及顶板构成，并分别在所述底板、顶板与所述 胴体之间设有密封垫圏。
3. 如权利要求2所述的双动力史特林引擎，其特征在于，所述底 板下方具有受热面，而所述顶板上则设有多个向外延伸的散热鳍片。
4. 如权利要求2或3所述的双动力史特林引擎，其特征在于，所 述活塞座还包括二分别盖置于所述底、顶板上的环盖。
专利摘要一种双动力史特林引擎，包括活塞座、设于活塞座内的移气活塞、气密活塞及推杆。活塞座上设有活塞管，气密活塞设于活塞管内，而推杆一端连接于移气活塞上、另一端则活动穿过气密活塞且伸出活塞座外。
文档编号F02G1/053GK201096033SQ20072014847
公开日2008年8月6日 申请日期2007年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者林保龙 申请人:林保龙