一种斯特林热机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械制冷设备技术领域，特别是涉及一种斯特林热机。
【背景技术】
[0002]斯特林热机包括斯特林发动机和斯特林制冷机，前者是将热能转化为机械能，配备发电机时则可进一步将机械能转化为电能向外输出，后者将外界输入的电能先转化为机械能，再将机械能转换为热能，产生制冷效应。斯特林热机结构紧凑，功率密度高，而且效率非常高，具有非常广阔的应用前景。
[0003]图1为传统的斯特林热机结构；当它作为发动机使用时，当其热端换热器3被加热，室温换热器I被冷却时，回热器2内就会形成一定的温度梯度，当该梯度达到一定的值时，系统就会产生自激振荡，将热能转化为声波形式的机械能，推动第二活塞5和动子7沿定子6进行往复运动，第二活塞5再带动电机的动子切割磁力线，将机械能转换为电能输出；当它作为制冷机使用时，外界输入的电能被直线电机转化为机械能推动第二活塞5做往复运动，向系统输入声波，声功在回热器2内进行热量搬运，将冷端换热器3内的热量搬运到室温换热器I中，散入环境，从而将机械能转化为热能。
[0004]在斯特林热机中存在排出器4，它的一端与热端/冷端换热器3相连，处在高温/低温状态，另一端则位于室温端，排出器4与回热器2的内壁面之间还需要采用间隙密封，因此排出器4的设计加工难度非常大。
[0005]另外排出器4和第二活塞5的运动因为不是反向的，而且质量也可能不同，因此系统会产生较大的振动，不利于实际应用。
【实用新型内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本实用新型的目的是提供一种工艺简单、振动小的斯特林热机。
[0008]( 二 )技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种斯特林热机，包括从上至下依次相连的热端/冷端换热器、回热器、室温换热器和汽缸，其还包括热缓冲腔室、排出器和直线电机，所述热缓冲腔室位于所述回热器中，与所述回热器同轴设置，所述热缓冲腔室的上端与所述热端/冷端换热器相连，其下端与所述室温换热器相连，所述排出器和直线电机均对置设置在所述汽缸中。
[0010]其中，所述直线电机设于所述排出器的外侧。
[0011]其中，所述排出器包括相对设置的两个第一活塞，所述直线电机包括动子和第二活塞，所述第二活塞设于所述动子的一端，所述动子用于带动所述第二活塞做往复运动，所述第二活塞设于所述第一活塞的外侧。
[0012]其中，所述第一活塞与所述第二活塞相对的一端水平连接有连杆，所述第二活塞设有穿过所述连杆的中心通孔。
[0013]其中，所述热缓冲腔室的上、下两端均设有层流化元件。
[0014]优选地，所述层流化元件为金属丝网。
[0015](三)有益效果
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0017]本实用新型提供的一种斯特林热机，包括从上至下依次相连的热端/冷端换热器、回热器、室温换热器和汽缸；采用在该斯特林热机中设置热缓冲腔室，所述热缓冲腔室的上端与所述热端/冷端换热器相连，其下端与所述室温换热器相连由此处于室温状态，在汽缸中分别对置设置有排出器和直线电机，由此所述排出器整体处于室温状态，从而降低了排出器的设计和加工难度；另外，排出器采用对置设置能够抵消振动；直线电机采用对置设置也能够减小振动，因此整个系统的振动可以降到很小。
【附图说明】
[0018]图1为传统的斯特林热机的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的斯特林热机的结构示意图。
[0020]图中:1:室温换热器；2:回热器；3:热端/冷端换热器；4:排出器；5:第二活塞；6:定子；7:动子；8:层流化兀件；9:热缓冲腔室；10:第一活塞；11:连杆。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0022]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]如图2所示，为本实用新型提供的一种斯特林热机，其包括从上至下依次相连的热端/冷端换热器3、回热器2、室温换热器I和汽缸，具体地，当所述斯特林热机作为发动机时热端/冷端换热器3为热端换热器，当所述斯特林热机作为制冷机时热端/冷端换热器3为冷端换热器；其还包括热缓冲腔室9、排出器4和直线电机，所述热缓冲腔室9位于所述回热器2中，与所述回热器2同轴设置，所述热缓冲腔室9的上端与所述热端/冷端换热器3相连，其下端与所述室温换热器I相连，具体地，所述回热器2的中空部分构成所述热缓冲腔室9 ;经过所述热缓冲腔室9的气流缓冲作用，以保证其下端处于室温，由此处于室温换热器I下端的汽缸处于室温状态，所述排出器4和直线电机对置设置在所述汽缸中；从而保证所述排出器4工作在室温状态，由此所述排出器4的制造和设计难度大大地降低；采用对置设置能够减小系统的振动。
[0024]为了抵消汽缸中的振动，所述排出器4包括相对设置的两个第一活塞10，两个所述第一活塞10优选关于所述汽缸的中心轴线对称设置。
[0025]所述直线电机设于所述排出器4的外侧，所述直线电机包括定子6、动子7和第二活塞5，所述定子6与所述汽缸的内壁固定连接，所述第二活塞5设于所述动子7与相邻的第一活塞10相对的一端，所述动子7用于带动所述第二活塞5沿定子6做往复运动，所述第二活塞5设于所述第一活塞10的外侧；两个第二活塞5相对运动，由此进一步抵消系统的振动；从而保证整个系统的振动降到很小。
[0026]其中，所述第一活塞10与所述第二活塞5相对的一端水平连接有连杆11，所述第二活塞5设有穿过所述连杆11的中心通孔；这样排出器4和第二活塞5前后的面积不一样，有助于降低支撑第二活塞5往复运动所需的弹簧的刚度。
[0027]其中，所述热缓冲腔室9的上、下两端均设有层流化元件8，使得气体流通均匀；优选地，所述层流化元件8为金属丝网，便于制造，而且耐高温或低温。
[0028]由以上实施例可以看出，本实用新型结构设计新颖，通过增加热缓腔室，使得排出器4工作在室温状态，降低排出器4的制造和加工难度；另外，排出器4和直线电机分别采用对置结构，能够减小系统的振动。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种斯特林热机，包括从上至下依次相连的热端/冷端换热器、回热器、室温换热器和汽缸，其特征在于，还包括热缓冲腔室、排出器和直线电机，所述热缓冲腔室位于所述回热器中，与所述回热器同轴设置，所述热缓冲腔室的上端与所述热端/冷端换热器相连，其下端与所述室温换热器相连，所述排出器和直线电机均对置设置在所述汽缸中。2.如权利要求1所述的斯特林热机，其特征在于，所述直线电机设于所述排出器的外侧。3.如权利要求2所述的斯特林热机，其特征在于，所述排出器包括相对设置的两个第一活塞，所述直线电机包括动子和第二活塞，所述第二活塞设于所述动子的一端，所述动子用于带动所述第二活塞做往复运动，所述第二活塞设于所述第一活塞的外侧。4.如权利要求3所述的斯特林热机，其特征在于，所述第一活塞与所述第二活塞相对的一端水平连接有连杆，所述第二活塞设有穿过所述连杆的中心通孔。5.如权利要求1所述的斯特林热机，其特征在于，所述热缓冲腔室的上、下两端均设有层流化元件。6.如权利要求5所述的斯特林热机，其特征在于，所述层流化元件为金属丝网。
【专利摘要】本实用新型涉及机械制冷设备领域，公开了一种斯特林热机，包括从上至下依次相连的热端/冷端换热器、回热器、室温换热器和汽缸，其还包括热缓冲腔室、排出器和直线电机，所述热缓冲腔室的上端与所述热端/冷端换热器相连，其下端与所述室温换热器相连，所述排出器和直线电机均对置设置在所述汽缸中。本实用新型结构设计新颖，排出器制造工艺简单，而且系统振动小。
【IPC分类】F02G1/053, F02G1/043
【公开号】CN204716416
【申请号】CN201520276488
【发明人】罗二仓, 胡剑英, 戴巍, 余国瑶, 吴张华, 张丽敏
【申请人】中国科学院理化技术研究所
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月30日