一種斯特林發(fā)動機(jī)本發(fā)明是名稱為：一種基于反復(fù)活塞供熱的斯特林發(fā)動機(jī)、申請日為：2015年07月10日、申請?zhí)枮椋?01510400918.X的發(fā)明專利的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于斯特林發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，公開了一種斯特林發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：
目前斯特林發(fā)動機(jī)熱端多利用太陽能或者野外使用各種燃料燃燒，冷端一般采用空氣冷卻，往往研究重點(diǎn)在于熱端供熱的整個(gè)系統(tǒng)的高效和清潔，較少考慮熱端與冷端的綜合利用。對于斯特林發(fā)動機(jī)而言，冷端和熱端溫差越大，其發(fā)動機(jī)的功率和效率就越高，本發(fā)明意在綜合考慮熱端和冷端的溫差，設(shè)計(jì)出清潔的熱端供給系統(tǒng)，同時(shí)減低冷端的溫度，提高斯特林發(fā)動機(jī)的效率和功率，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，具有很好的使用效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明揭示一種斯特林發(fā)動機(jī)發(fā)明，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種斯特林發(fā)動機(jī)，它包括廢氣處理裝置、換熱器、制冷裝置、壓縮機(jī)、傳動軸、渦輪、斯特林熱端加熱腔、斯特林熱端、斯特林冷端制冷腔、斯特林冷端、飛輪、燃?xì)獍l(fā)生器，其中換熱器增溫一側(cè)進(jìn)口為燃?xì)夂涂諝饣旌蠚膺M(jìn)口，換熱器增溫一側(cè)出口、壓縮機(jī)進(jìn)口、壓縮機(jī)出口、燃?xì)獍l(fā)生器進(jìn)口、燃?xì)獍l(fā)生器出口、渦輪進(jìn)口、渦輪出口、斯特林熱端加熱腔進(jìn)口、斯特林熱端加熱腔出口、換熱器降溫一側(cè)進(jìn)口、換熱器降溫一側(cè)出口、廢氣處理裝置進(jìn)口等進(jìn)出口依次通過各自腔體或者導(dǎo)管連接；制冷裝置進(jìn)口為空氣進(jìn)口，制冷裝置出口、斯特林冷端制冷腔進(jìn)口、通過導(dǎo)管連接，斯特林冷端制冷腔出口與空氣相通；斯特林熱端加熱腔安裝在斯特林熱端處，斯特林冷端制冷腔安裝在斯特林冷端處；渦輪固定在傳動軸上，壓縮機(jī)和制冷裝置的動力輸入軸與傳動軸連接。斯特林發(fā)動機(jī)是一種外燃機(jī)，熱端需要供熱，冷端需要制冷，兩端的溫度具有一定溫差，即可做功，如上整個(gè)循環(huán)均圍繞能源的充分利用考慮，燃?xì)饨?jīng)過渦輪做功，之后在熱端加熱腔中加熱熱端，然后在換熱器中加熱燃油和空氣的混合氣，整個(gè)過程充分利用了燃?xì)獍l(fā)生器輸出的燃?xì)獾膲毫蜏囟饶茉矗瑢λ固亓职l(fā)動機(jī)整體效率的提高具有重要的作用。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述燃?xì)獍l(fā)生器包括燃燒室圓柱面、燃燒室平面板、燃燒室蓋板、點(diǎn)火裝置、進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)、活塞、燃燒室凸起導(dǎo)軌、活塞凹槽，其中燃燒室圓柱面、兩個(gè)燃燒室蓋板與燃燒室平面板組成燃燒室腔體，活塞安裝于腔體內(nèi)部，將腔體分成兩個(gè)部分；點(diǎn)火裝置，進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)安裝于燃燒室蓋板上，一側(cè)蓋板上安裝有兩個(gè)進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)和一個(gè)點(diǎn)火裝置，活塞通過活塞凹槽與固定于燃燒室圓柱面內(nèi)部的燃燒室凸起導(dǎo)軌配合滑動。本發(fā)明中的燃?xì)獍l(fā)生器采用反復(fù)活塞雙缸雙燃燒腔內(nèi)燃機(jī)作為熱源供給設(shè)備，其活塞兩側(cè)均有燃燒做功，具有較高的功重比，能夠使整個(gè)斯特林發(fā)動機(jī)系統(tǒng)重量降低。另外，為了提高該內(nèi)燃機(jī)的效率增加了壓縮機(jī)，將燃油和空氣混合氣增壓，高壓的進(jìn)氣能夠提高內(nèi)燃機(jī)的效率。壓縮機(jī)的動力源于內(nèi)燃機(jī)燃?xì)馔苿訙u輪做功，渦輪通過傳動軸帶動壓縮機(jī)增壓，這里和常規(guī)內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓一個(gè)原理；經(jīng)過渦輪降壓的燃?xì)鉁囟纫廊豢梢约訜崴固亓职l(fā)動機(jī)的熱端，因?yàn)楸景l(fā)明中使用的反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器，兩個(gè)燃燒腔交替供給燃?xì)?，溫度能夠保證斯特林發(fā)動機(jī)熱端達(dá)到一個(gè)較高的溫度。渦輪帶動的傳動軸同時(shí)還帶動制冷裝置，將空氣制冷降溫，用來冷卻斯特林發(fā)動機(jī)的冷端，可以看到反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器不僅加熱斯特林發(fā)動機(jī)熱端，而且還驅(qū)動制冷設(shè)備和驅(qū)動壓縮機(jī)，這均得益于反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器的活塞兩側(cè)交替燃燒做功提供的較高的功率。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)包括進(jìn)出氣控制板、控制板拉桿、進(jìn)出氣通道，其中進(jìn)出氣通道安裝在燃燒室蓋板一側(cè)，且與燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)腔相通，控制板拉桿末端固定有進(jìn)出氣控制板，進(jìn)出氣控制板安裝于燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)腔，且控制板拉桿豎直穿過進(jìn)出氣通道，且穿出進(jìn)出氣通道頂端與控制桿控制機(jī)構(gòu)連接?？刂茥U在控制桿控制結(jié)構(gòu)作用下，沿控制桿軸線移動，會使控制板對進(jìn)出氣孔起到開關(guān)作用，這和現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)出氣控制一個(gè)原理，至于控制桿控制機(jī)構(gòu)本發(fā)明不做設(shè)計(jì)，可借鑒內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)軸凸輪控制，或者使用電控控制。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的活塞包括活塞蓋板、傳熱棒、活塞圓柱面，其中兩個(gè)活塞蓋板安裝在活塞圓柱面上下端面上，兩個(gè)活塞蓋板和一個(gè)活塞圓柱面以及活塞往復(fù)運(yùn)動時(shí)所對應(yīng)的燃燒室平面板區(qū)域組成活塞內(nèi)腔，一定數(shù)量的傳熱棒豎直安裝在活塞內(nèi)腔中。因?yàn)榛钊麅蛇吘腥紵?，所以活塞冷卻是一個(gè)關(guān)鍵的問題，活塞中增加傳熱棒為了平衡兩個(gè)活塞蓋板的溫度，盡量減少活塞的熱損傷。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，活塞傳熱棒為圓柱體或者橢圓柱體，且并排安裝在活塞內(nèi)部，圓柱體和橢圓柱體為常規(guī)傳熱體形狀，具有一定的工程實(shí)用性。同時(shí)傳熱棒橫截面可以為各種形狀，以及傳熱棒的布局可以根據(jù)傳熱需要設(shè)計(jì)，不同的燃燒室大小，不同的燃料對活塞的熱沖擊的量是不同的，這里就需要對傳熱棒進(jìn)行針對的優(yōu)化設(shè)計(jì)。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，燃?xì)獍l(fā)生器中的燃燒室中熱力循環(huán)可以為兩沖程也可以為四沖程循環(huán)。相比于傳統(tǒng)的斯特林供熱系統(tǒng)，本發(fā)明中供熱和制冷系統(tǒng)使用了單活塞雙缸的發(fā)動機(jī)，這種發(fā)動機(jī)因?yàn)榛钊麅蓚?cè)均有燃燒做功，功重比很大，滿足了制熱和制冷的功率能量要求；本發(fā)明中內(nèi)燃機(jī)活塞是封閉在燃燒室中的，是無法提供機(jī)械功的，本發(fā)明利用該內(nèi)燃機(jī)提供熱燃?xì)庥糜谒固亓职l(fā)動機(jī)熱端加熱，這是一種對該內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的非常好利用實(shí)例。對于內(nèi)燃機(jī)中的活塞使用了傳熱棒，能夠減少活塞受熱發(fā)生的損壞的可能性，使該內(nèi)燃機(jī)具有一定的安全性的優(yōu)點(diǎn)，渦輪增壓的轉(zhuǎn)軸連接制冷裝置，提供對空氣的制冷從而冷卻斯特林發(fā)動機(jī)的冷端，增加了斯特林發(fā)動機(jī)冷熱端的溫差，提高的斯特林發(fā)動機(jī)的功率。本設(shè)計(jì)在綜合考慮斯特林發(fā)動機(jī)的效率，供熱效率和熱源來源以及重量的各種情況下，設(shè)計(jì)出功重比較高清潔的熱端供給系統(tǒng)，同時(shí)減低了冷端的溫度，提高了斯特林發(fā)動機(jī)的效率和減低了排放，具有較好的市場前景。附圖說明圖1是斯特林冷熱源提供系統(tǒng)示意圖。圖2是燃?xì)獍l(fā)生器示意圖。圖3是無平面板的燃?xì)獍l(fā)生器示意圖。圖4是活塞內(nèi)部示意圖。圖5是燃?xì)獍l(fā)生器剖視圖。圖6是燃?xì)獍l(fā)生器俯視圖。圖7是控制板示意圖。圖8是進(jìn)出氣通道示意圖。圖9是活塞運(yùn)動示意圖。圖中標(biāo)號名稱：1、燃燒室圓柱面，2、燃燒室平面板，3、點(diǎn)火裝置，4、進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)，5、進(jìn)出氣通道，6、進(jìn)出氣控制板，7、傳熱棒，8、活塞蓋板，9、活塞，10、燃燒室凸起導(dǎo)軌，11、活塞凹槽，12、控制板控制桿，13、廢氣處理裝置，14、換熱器，15、制冷裝置，16、壓縮機(jī)，17、傳動軸，18、渦輪，19、斯特林熱端加熱腔，20、斯特林熱端，21、斯特林冷端制冷腔，22、斯特林冷端，23、飛輪，24、燃?xì)獍l(fā)生器，25、活塞圓柱面，26、燃燒室蓋板。具體實(shí)施方式如圖1所示，一種斯特林發(fā)動機(jī)，它包括廢氣處理裝置、換熱器、制冷裝置、壓縮機(jī)、傳動軸、渦輪、斯特林熱端加熱腔、斯特林熱端、斯特林冷端制冷腔、斯特林冷端、飛輪、燃?xì)獍l(fā)生器，其中換熱器增溫一側(cè)進(jìn)口為燃?xì)夂涂諝饣旌蠚膺M(jìn)口，換熱器增溫一側(cè)出口、壓縮機(jī)進(jìn)口、壓縮機(jī)出口、燃?xì)獍l(fā)生器進(jìn)口、燃?xì)獍l(fā)生器出口、渦輪進(jìn)口、渦輪出口、斯特林熱端加熱腔進(jìn)口、斯特林熱端加熱腔出口、換熱器降溫一側(cè)進(jìn)口、換熱器降溫一側(cè)出口、廢氣處理裝置進(jìn)口等進(jìn)出口依次通過各自腔體或者導(dǎo)管連接；制冷裝置進(jìn)口為空氣進(jìn)口，制冷裝置出口、斯特林冷端制冷腔進(jìn)口、通過導(dǎo)管連接，斯特林冷端制冷腔出口與空氣相通；斯特林熱端加熱腔安裝在斯特林熱端處，斯特林冷端制冷腔安裝在斯特林冷端處；渦輪固定在傳動軸上，壓縮機(jī)和制冷裝置的動力輸入軸與傳動軸連接。斯特林發(fā)動機(jī)是一種外燃機(jī)，熱端需要供熱，冷端需要制冷，兩端的溫度具有一定溫差，即可做功，如上整個(gè)循環(huán)均圍繞能源的充分利用考慮，燃?xì)饨?jīng)過渦輪做功，之后在熱端加熱腔中加熱熱端，然后在換熱器中加熱燃油和空氣的混合氣，整個(gè)過程充分利用了燃?xì)獍l(fā)生器輸出的燃?xì)獾膲毫蜏囟饶茉?，對斯特林發(fā)動機(jī)整體效率的提高具有重要的作用。如圖2、3、5、6所示，上述燃?xì)獍l(fā)生器包括燃燒室圓柱面、燃燒室平面板、燃燒室蓋板、點(diǎn)火裝置、進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)、活塞、燃燒室凸起導(dǎo)軌、活塞凹槽，其中燃燒室圓柱面、兩個(gè)燃燒室蓋板與燃燒室平面板組成燃燒室腔體，活塞安裝于腔體內(nèi)部，將腔體分成兩個(gè)部分；點(diǎn)火裝置，進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)安裝于燃燒室蓋板上，一側(cè)蓋板上安裝有兩個(gè)進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)和一個(gè)點(diǎn)火裝置，活塞通過活塞凹槽與固定于燃燒室圓柱面內(nèi)部的燃燒室凸起導(dǎo)軌配合滑動。本發(fā)明中的燃?xì)獍l(fā)生器采用反復(fù)活塞雙缸雙燃燒腔內(nèi)燃機(jī)作為熱源供給設(shè)備，其活塞兩側(cè)均有燃燒做功，具有較高的功重比，能夠使整個(gè)斯特林發(fā)動機(jī)系統(tǒng)重量降低。另外，為了提高該內(nèi)燃機(jī)的效率增加了壓縮機(jī)，將燃油和空氣混合氣增壓，高壓的進(jìn)氣能夠提高內(nèi)燃機(jī)的效率。壓縮機(jī)的動力源于內(nèi)燃機(jī)燃?xì)馔苿訙u輪做功，渦輪通過傳動軸帶動壓縮機(jī)增壓，這里和常規(guī)內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓一個(gè)原理；經(jīng)過渦輪降壓的燃?xì)鉁囟纫廊豢梢约訜崴固亓职l(fā)動機(jī)的熱端，因?yàn)楸景l(fā)明中使用的反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器，兩個(gè)燃燒腔交替供給燃?xì)?，溫度能夠保證斯特林發(fā)動機(jī)熱端達(dá)到一個(gè)較高的溫度。渦輪帶動的傳動軸同時(shí)還帶動制冷裝置，將空氣制冷降溫，用來冷卻斯特林發(fā)動機(jī)的冷端，可以看到反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器不僅加熱斯特林發(fā)動機(jī)熱端，而且還驅(qū)動制冷設(shè)備和驅(qū)動壓縮機(jī)，這均得益于反復(fù)活塞雙缸燃?xì)獍l(fā)生器的活塞兩側(cè)交替燃燒做功提供的較高的功率。如圖7、8所示，所述的進(jìn)出氣結(jié)構(gòu)包括進(jìn)出氣控制板、控制板拉桿、進(jìn)出氣通道，其中進(jìn)出氣通道安裝在燃燒室蓋板一側(cè)，且與燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)腔相通，控制板拉桿末端固定有進(jìn)出氣控制板，進(jìn)出氣控制板安裝于燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)腔，且控制板拉桿豎直穿過進(jìn)出氣通道，且穿出進(jìn)出氣通道頂端與控制桿控制機(jī)構(gòu)連接?？刂茥U在控制桿控制結(jié)構(gòu)作用下，沿控制桿軸線移動，會使控制板對進(jìn)出氣孔起到開關(guān)作用，這和現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)出氣控制一個(gè)原理，至于控制桿控制機(jī)構(gòu)本發(fā)明不做設(shè)計(jì)，可借鑒內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)軸凸輪控制，或者使用電控控制。如圖4所示，所述的活塞包括活塞蓋板、傳熱棒、活塞圓柱面，其中兩個(gè)活塞蓋板安裝在活塞圓柱面上下端面上，兩個(gè)活塞蓋板和一個(gè)活塞圓柱面以及活塞往復(fù)運(yùn)動時(shí)所對應(yīng)的燃燒室平面板區(qū)域組成活塞內(nèi)腔，一定數(shù)量的傳熱棒豎直安裝在活塞內(nèi)腔中。因?yàn)榛钊麅蛇吘腥紵?，所以活塞冷卻是一個(gè)關(guān)鍵的問題，活塞中增加傳熱棒為了平衡兩個(gè)活塞蓋板的溫度，盡量減少活塞的熱損傷。如圖4所示，活塞傳熱棒為圓柱體或者橢圓柱體，且并排安裝在活塞內(nèi)部，圓柱體和橢圓柱體為常規(guī)傳熱體形狀，具有一定的工程實(shí)用性。同時(shí)傳熱棒橫截面可以為各種形狀，以及傳熱棒的布局可以根據(jù)傳熱需要設(shè)計(jì)，不同的燃燒室大小，不同的燃料對活塞的熱沖擊的量是不同的，這里就需要對傳熱棒進(jìn)行針對的優(yōu)化設(shè)計(jì)。如圖1、3所示，本發(fā)明中供熱和制冷系統(tǒng)使用了單活塞雙缸的發(fā)動機(jī)，這種發(fā)動機(jī)因?yàn)榛钊麅蓚?cè)均有燃燒做功，功重比很大，滿足了制熱和制冷的功率能量要求；本發(fā)明中內(nèi)燃機(jī)活塞是封閉在燃燒室中的，是無法提供機(jī)械功的，本發(fā)明利用該內(nèi)燃機(jī)提供熱燃?xì)庥糜谒固亓职l(fā)動機(jī)熱端加熱，這是一種對該內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的非常好利用實(shí)例。對于內(nèi)燃機(jī)中的活塞使用了傳熱棒，能夠減少活塞受熱發(fā)生的損壞的可能性，使該內(nèi)燃機(jī)具有一定的安全性的優(yōu)點(diǎn)，渦輪增壓的轉(zhuǎn)軸連接制冷裝置，提供對空氣的制冷從而冷卻斯特林發(fā)動機(jī)的冷端，增加了斯特林發(fā)動機(jī)冷熱端的溫差，提高的斯特林發(fā)動機(jī)的功率。燃?xì)獍l(fā)生器中的燃燒室中熱力循環(huán)可以為兩沖程也可以為四沖程循環(huán)。如圖9所示，以燃燒室中四沖程循環(huán)為例說明燃燒室燃?xì)庾龉ρh(huán)，如圖a所示，活塞向右移動，過程中左邊空腔進(jìn)氣，右邊排氣；如圖b所示，活塞向左移動，過程中左邊燃?xì)鈮嚎s，右邊進(jìn)氣；如圖c所示，活塞向右移動，過程中左邊燃?xì)恻c(diǎn)火燃燒膨脹做功，右邊燃?xì)鈮嚎s；如圖d所示，活塞向左移動，左邊排氣，右邊點(diǎn)火燃燒膨脹做功，以四個(gè)循環(huán)做了燃?xì)鈨纱巫龉Α?